(57)【要約】      （修正有）【課題】２以上の流体を混合するためのポンプ装置における定量性能の改良。【解決手段】流体移送装置の駆動部は、ハウジングとピストン９８により２つのチャンバ１０４，１０６を画成するように構成される。２つのチャンバは、一方のチャンバ内の流体が他方のチャンバ内に流入しないように、流体が隔離された状態になっている。入口ポート８２と出口ポート７９は、２つのチャンバのそれぞれと連通する。バルブ部材１１６，１２２は、入口ポートと出口ポートとのそれぞれを通過する流体の流れを切り換えるように構成される。上記バルブ部材の動作は、ピストンの動きに連動するリリース機構によって制御される。ポストミックス飲料ディペンサにおけるサブシステムもまた、流体駆動プロポーショニング・ポンプを用いて開示される。【選択図】図２
2005121013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内で往復動作するピストンと、を備え、
前記ピストンと前記ハウジングとは、部分的にではあっても少なくとも２つの容積可変のチャンバを画成するように構成され、前記少なくとも２つのチャンバは、その一方のチャンバ内の流体が他方のチャンバ内に流入しないように、流体が隔離された状態にあるとともに、
前記少なくとも２つのチャンバの各々に関連付けられたチャンバ入口ポート及びチャンバ出口ポートと、
前記チャンバ入口ポートと前記チャンバ出口ポートとのそれぞれを通過する流体の流れを許可し又は禁止するように前記チャンバ入口ポートと前記チャンバ出口ポートとの各々に動作可能なように関連付けられたバルブ部材と、
前記チャンバ入口ポートと前記チャンバ出口ポートを通過する流体流れを許可し又は禁止するために、前記バルブ部材を切り換え動作するように構成されるバルブ駆動手段と、
少なくとも１つのバルブ部材と関連付けられて、前記バルブ駆動手段が前記チャンバ入口ポート又は前記チャンバ出口ポートを通過する流体流れを許可し又は禁止するために前記バルブ部材の切り換え動作を許容するように構成されたリリース機構と、
を備えることを特徴とする流体移送装置。
【請求項２】
前記リリース機構は、ピストンを進めることにより起動されるように構成されている構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項３】
一方のバルブ部材の動作が他方のバルブ部材に同様の動作を生じさせるように、各々のバルブ部材を連結するよう構成された連結部材を備えることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項４】
前記連結部材は、流体作動的にバランスすることを特徴とする請求項３記載の流体移送装置。
【請求項５】
前記連結部材は、一方のチャンバと他方のチャンバとの隔離状態に影響を与えることなく、ピストンを通じて動作するように構成されることを特徴とする請求項３記載の流体移送装置。
【請求項６】
前記バルブ駆動手段は、エネルギーを蓄積し、前記バルブ部材を切り換え動作するために蓄積したエネルギーをリリースするように構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項７】
前記バルブ駆動手段は、少なくとも１つのスプリングを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項８】
前記バルブ駆動手段は、少なくとも１つのマグネットを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項９】
前記バルブ駆動手段は、一方のマグネットの極性が他方のマグネットを押し返すように方向付けて配置される、少なくとも２つのマグネットを含んで構成されることを特徴とする請求項８記載の流体移送装置。
【請求項１０】
前記リリース機構は、その位置を偏らせたキャッチ部材を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項１１】
前記リリース機構は、中心を外れた位置に偏らせた部材（over-the-center position biased member）で構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項１２】
前記リリース機構は、少なくとも１つのマグネットを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項１３】
前記リリース機構は、少なくとも２つを含んで構成され、
前記２つのマグネットの極性が引きつけ合うような方向付けに配置されることを特徴とする請求項１２記載の流体移送装置。
【請求項１４】
前記リリース機構は、スプリング負荷がかけられているキャッチ部材を含んで構成されることを特徴とする請求項1記載の流体移送装置。
【請求項１５】
ピストンに固定されたシャフトを備えることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項１６】
前記バルブ部材は、前記バルブ駆動手段によって動作させられている間、チャンバ入口ポートからチャンバ出口ポートへの流体流れを実質的に妨げるように構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項１７】
前記ピストンは、ガス（気体）を用いて往復動作するように構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項１８】
前記ピストンは、液体を用いて往復動作するように構成されることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項１９】
前記バルブ部材は、そのチャンバと入口及び出口の圧力に関して流体作動的にバランスすることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項２０】
前記ピストンのサイクルを検出し、情報又は制御目的のために信号を付与するように構成されるセンサーを備えることを特徴とする請求項１記載の流体移送装置。
【請求項２１】
ハウジングと、
ハウジング内で往復動作するピストンと、を備え、
前記ピストンと前記ハウジングとは、部分的にではあっても第１及び第２の容積可変のチャンバを画成するように構成され、前記第１及び第２のチャンバは、ピストンによって分離されて互いに流体隔離された状態を維持するとともに、
前記第１及び第２のチャンバのそれぞれに関連付けられたチャンバ入口ポート及びチャンバ出口ポートと、
バルブ・アセンブリと、を備えて構成され、
前記バルブ・アセンブリは、
前記チャンバ入口ポートと前記チャンバ出口ポートとのそれぞれを通過する流体の流れを許可し又は禁止するように前記チャンバ入口ポートと前記チャンバ出口ポートとの各々に動作可能なように関連付けられたバルブ部材と、
一方のバルブ部材の動作が他方のバルブ部材に同様の動作を生じさせるように、各々のバルブ部材を連結するよう構成された連結部材と、
前記ピストンが、ピストンの動作を反転させるために所定の設定点に移動したときに、前記バルブ部材を動作させるバルブ動作機構と、
を備えて構成されていることを特徴とする流体モータ。
【請求項２２】
前記連結部材は、流体作動的にバランスすることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項２３】
前記バルブ動作機構は、少なくとも１つのスプリングを含んで構成されることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項２４】
前記バルブ動作機構は、少なくとも１つのマグネットを含んで構成されることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項２５】
前記バルブ動作機構は、一方のマグネットの極性が他方のマグネットを押し返すように方向付けて配置される、少なくとも２つのマグネットを含んで構成されることを特徴とする請求項２４記載の流体モータ。
【請求項２６】
少なくとも１つのバルブ部材と関連付けられて、前記バルブ動作機構が前記チャンバ入口ポート又は前記チャンバ出口ポートを通過する流体流れを許可し又は禁止するために前記バルブ部材の切り換え動作を許容するリリース機構を備えることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項２７】
前記リリース機構は、位置が偏らされたキャッチ部材を含んで構成されることを特徴とする請求項２６記載の流体モータ。
【請求項２８】
前記リリース機構は、スプリングで付勢される機械的なキャッチ部材を含んで構成されることを特徴とする請求項２６記載の流体モータ。
【請求項２９】
前記リリース機構は、少なくとも１つのマグネットを含んで構成されることを特徴とする請求項２６記載の流体モータ。
【請求項３０】
前記リリース機構は、少なくとも２つのマグネットを含んで構成され、
前記２つのマグネットの極性が引きつけ合うように方向付けて配置されることを特徴とする請求項２９記載の流体モータ。
【請求項３１】
前記ピストンは、ガス（気体）を用いて往復動作するように構成されることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項３２】
前記ピストンは、液体を用いて往復動作するように構成されることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項３３】
前記バルブ部材は、そのチャンバと入口及び出口の圧力に関して流体作動的にバランスすることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項３４】
前記バルブ部材は、前記バルブ動作機構によって動作させられている間、チャンバ入口ポートからチャンバ出口ポートへの流体流れを実質的に妨げるように構成されることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項３５】
前記ピストンのサイクルを検出し、情報又は制御目的のために信号を付与するように構成されるセンサーを備えることを特徴とする請求項２１記載の流体モータ。
【請求項３６】
請求項２１記載の流体モータと、
前記流体モータによって駆動されるように構成されるポンプと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項３７】
前記ピストンによって駆動されるように前記ピストンに関連付けられるとともに、前記ポンプを駆動するために前記ポンプとも関連付けられたシャフトを備えることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項３８】
前記ポンプは、流体を移動させるように構成されたポンプ・ピストンを含んで構成されることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項３９】
前記ポンプは、流体を移動させるように構成されたダイヤフラムを含んで構成されることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４０】
前記ポンプは、複数のポンピング・チャンバ（ポンプ室）を含んで構成されることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４１】
前記ポンプは、少なくとも一部が前記流体モータのハウジング内に配置されることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４２】
前記ポンプの排出量が調整可能であることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４３】
前記ポンプが液体を送り出すことを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４４】
前記ポンプがガス（気体）を送り出すことを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４５】
前記モータは、流体作動的にバランスするバルブを備えることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４６】
前記流体モータは、両ストローク方向において、ポンプで送り出された容量に対する作動流体の容量の比率を維持するように構成されることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４７】
前記流体モータ及び前記流体ポンプと関連付けられたシャフトと、
前記流体モータと前記流体ポンプとの間で前記シャフトに沿った流体流れを禁止するように前記シャフトに関連付けられたシャフト・シールと、
を備えることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４８】
前記流体モータ及び前記流体ポンプと関連付けられたシャフトと、
前記流体モータと前記流体ポンプとの間で前記シャフトに沿った流体流れを禁止するように前記シャフトに関連付けられた複数のシャフト・シールと、
を備えることを特徴とする請求項３６記載のシステム。
【請求項４９】
前記複数のシャフト・シールの少なくとも２つの間に位置するチャンバを備え、
前記チャンバは、大気に連通していることを特徴とする請求項４８記載のシステム。
【請求項５０】
前記複数のシャフト・シールの少なくとも２つの間に位置するチャンバを備え、
前記シール間のチャンバは、バリア流体で満たされていることを特徴とする請求項４８記載のシステム。
【請求項５１】
前記複数のシャフト・シールの少なくとも２つは、前記シャフトの移動量よりも大きな間隔を有して離れていることを特徴とする請求項４８記載のシステム。
【請求項５２】
往復動作するピストンによって分離され、それぞれが入口ポートと出口ポートを有する第１、第２の流体チャンバを有する流体モータの動作方法であって、
前記第１のチャンバの入口ポートを介して前記第１のチャンバに流体を導入すること、
前記ピストンを動作させることにより前記第１のチャンバの容積を増加させること、
前記ピストンの動作により供給されるエネルギーをバルブ駆動手段に蓄積すること、
前記ピストンで前記バルブ駆動手段に蓄積されたエネルギーをリリースすること、
前記第１のチャンバの入口ポートを塞ぎ、前記第２のチャンバの入口ポートを開くように前記リリースされたエネルギーによってバルブ部材を切り換え動作すること、
前記第２のチャンバに流体を導入すること、
前記ピストンを動作させることにより前記第２のチャンバの容積を増加させること、
を含むことを特徴とする流体モータの動作方法。
【請求項５３】
前記蓄積されたエネルギーをリリースすることには、前記バルブ部材に関連付けられたリリース機構を起動させることが含まれることを特徴とする請求項５２記載の流体モータの動作方法。
【請求項５４】
前記バルブ駆動手段にエネルギーを蓄積することには、スプリングを圧縮することが含まれることを特徴とする請求項５２記載の流体モータの動作方法。
【請求項５５】
所定の保持力によってバルブ部材を所定の位置に維持すること、を含むことを特徴とする請求項５２記載の流体モータの動作方向
【請求項５６】
前記蓄積されたエネルギーが前記所定の保持力を上回るときに、前記バルブ駆動手段に蓄積されたエネルギーをリリースすることを特徴とする請求項５５記載の流体モータの動作方法。
【請求項５７】
前記所定の保持力が磁力であることを特徴とする請求項５５記載の流体モータの動作方法。
【請求項５８】
各バルブ部材は、連結部材によって他のバルブ部材と連結され、一のバルブ部材の切り換え動作が、他のバルブ部材に同様の動作を生じさせることを特徴とする請求項５２記載の流体モータの動作方法。
【請求項５９】
前記ピストンと関連付けられた出力軸を駆動すること、を含むことを特徴とする請求項５２記載の流体モータの動作方法。
【請求項６０】
前記出力軸を有する流体ポンプを動作させること、を含むことを特徴とする請求項５９記載の流体モータの動作方法。
【請求項６１】
少なくとも１つのディスペンス（注出）回路を含んで構成されるディスペンス・マシン（注出機械）であって、
流体駆動モータと、
前記流体駆動モータによって駆動されるように、前記流体駆動モータと関連付けられた少なくとも１つの流体ポンプと、
前記モータを動作させるための少なくとも１つの作動流体と、
前記少なくとも１つの流体ポンプによってポンピングするための少なくとも１つのポンプ流体と、
前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの下流側に配置される少なくとも１つのディスペンス位置と、を備え、
前記作動流体及び前記ポンプ流体は、前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの上流側で分離されており、前記作動流体は、前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの下流側で分離されていることを特徴とするディスペンス・マシン。
【請求項６２】
前記少なくとも１つのディスペンス位置には、前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの下流に並列関係で配置される、少なくとも２つのディペンス位置を含むことを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの流体ポンプは、前記少なくとも１つのポンプ流体を前記ディスペンス位置に選択的に送り出すように構成されることを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項６４】
前記ディスペンス位置には、ディスペンス・バルブが含まれており、
前記ディスペンス・バルブは、該ディスペンス・バルブが使用可能及び使用不可能のときに、それぞれ前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの動作を開始し停止するように構成されることを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項６５】
前記少なくとも１つのポンプ流体が利用可能であるかをモニターするよう構成されるとともに、前記少なくとも１つのポンプ流体の量があらかじめ設定されたレベル以下となったときに、前記ディスペンス・バルブの動作を停止するように構成されるスイッチを備えることを特徴とする請求項６４記載のディスペンス・マシン
【請求項６６】
ポンプ流体が利用可能であるかをモニターするように構成された真空スイッチと、
前記真空スイッチと通信する制御手段と、を備え、
前記少なくとも１つのディスペンス位置には、ディスペンス・バルブが含まれており、前記制御手段は、前記少なくとも１つのポンプ流体の利用可能性があらかじめ設定されたレベル以下となったときに、前記ディスペンス・バルブの動作を停止するように構成されことを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項６７】
前記ディスペンス位置に配置され、前記少なくとも１つの流体ポンプと流体連通する複数のディスペンス・バルブと、
前記複数のディスペンス・バルブの少なくとも１つをモニターするよう構成されるとともに、モニターされたディスペンス・バルブの動作に応じて、前記複数のディスペンス・バルブの少なくとも１つの動作を停止するように構成されるコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項６８】
前記ディスペンス位置に配置され、前記少なくとも１つの流体ポンプと流体連通する少なくとも１つのディスペンス・バルブと、
前記流体駆動モータ及び前記少なくと１つの流体ポンプの少なくとも１つからのストローク信号を受信するよう構成されるとともに、前記ストローク信号の少なくとも一部に基づく流体ディスペンス量を制御するために、前記少なくとも１つのディスペンス・バルブを使用可能とし使用不可能とするように構成されるコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項６９】
前記ディスペンス位置に配置され、前記少なくとも１つの流体ポンプと流体連通する少なくとも１つのディスペンス・バルブと、
部分信号を受信するように構成されるとともに、少なくとも前記部分信号の少なくとも一部に基づく流体ディスペンス量を制御するために、前記少なくとも１つのディスペンス・バルブを使用可能とし使用不可能とするように構成されるコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項７０】
前記流体駆動モータ及び前記少なくと１つの流体ポンプの少なくとも１つからのストローク信号を処理するよう構成されるとともに、処理特性を決定するように構成されたコントローラを備え、
前記処理特性には、前記作動流体及び前記ポンプ流体の少なくとも１つの流速と、前記作動流体及び前記ポンプ流体の少なくとも１つの設定時間あたりの流量と、のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項６１記載のディスペンス・マシン。
【請求項７１】
少なくとも１つのディスペンス（注出）回路を含んで構成されるポストミックス・ディスペンス・マシン（後混合注出装置）であって、
流体駆動モータと、
前記流体駆動モータによって駆動されるように、前記流体駆動モータと関連付けられる少なくとも１つの流体ポンプと、
前記流体駆動モータを駆動するための少なくとも１つの作動流体と、
前記少なくとも１つの流体ポンプによってポンピングするための少なくとも１つのポンプ流体と、
前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの下流側に配置される少なくとも１つのディスペンス位置と、を備え、
前記作動流体及び前記ポンプ流体は、前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの上流側では分離している一方、前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの下流側では混合していることを特徴とするポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７２】
前記少なくとも１つのディスペンス位置には、前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの下流に並列関係で配置される、少なくとも２つのディペンス位置を含むことを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７３】
前記少なくとも１つの流体ポンプは、前記少なくとも１つのポンプ流体を前記ディスペンス位置に選択的に送り出すように構成されることを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７４】
前記ディスペンス位置には、ディスペンス・バルブが含まれており、
前記ディスペンス・バルブは、該ディスペンス・バルブが使用可能及び使用不可能のときに、それぞれ前記流体駆動モータ及び前記少なくとも１つの流体ポンプの動作を開始し停止するように構成されることを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７５】
前記少なくとも１つのポンプ流体が利用可能であるかをモニターするよう構成されるとともに、前記少なくとも１つのポンプ流体の量があらかじめ設定されたレベル以下となったときに、前記ディスペンス・バルブの動作を停止するように構成されるスイッチを備えることを特徴とする請求項７４記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７６】
ポンプ流体が利用可能であるかをモニターするように構成された真空スイッチと、
前記真空スイッチと通信する制御手段と、を備え、
前記少なくとも１つのディスペンス位置には、ディスペンス・バルブが含まれており、前記制御手段は、前記少なくとも１つのポンプ流体の利用可能性があらかじめ設定されたレベル以下となったときに、前記ディスペンス・バルブの動作を停止するように構成されことを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７７】
前記ディスペンス位置に配置され、前記少なくとも１つの流体ポンプと流体連通する複数のディスペンス・バルブと、
前記複数のディスペンス・バルブの少なくとも１つをモニターするよう構成されるとともに、モニターされたディスペンス・バルブの動作に応じて、前記複数のディスペンス・バルブの少なくとも１つの動作を停止するように構成されるコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７８】
前記ディスペンス位置に配置され、前記少なくとも１つの流体ポンプと流体連通する少なくとも１つのディスペンス・バルブと、
前記流体駆動モータ及び前記少なくと１つの流体ポンプの少なくとも１つからのストローク信号を受信するよう構成されるとともに、前記ストローク信号の少なくとも一部に基づく流体ディスペンス量を制御するために、前記少なくとも１つのディスペンス・バルブを使用可能とし使用不可能とするように構成されるコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項７９】
前記ディスペンス位置に配置され、前記少なくとも１つの流体ポンプと流体連通する少なくとも１つのディスペンス・バルブと、
部分信号を受信するように構成されるとともに、少なくとも前記部分信号の少なくとも一部に基づく流体ディスペンス量を制御するために、前記少なくとも１つのディスペンス・バルブを使用可能とし使用不可能とするように構成されるコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項８０】
前記流体駆動モータ及び前記少なくと１つの流体ポンプの少なくとも１つからのストローク信号を処理するよう構成されるとともに、処理特性を決定するように構成されたコントローラを備え、
前記処理特性には、前記作動流体及び前記ポンプ流体の少なくとも１つの流速と、前記作動流体及び前記ポンプ流体の少なくとも１つの設定時間あたりの流量と、のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項８１】
前記作動流体が炭酸水であり、前記少なくとも１つのポンプ流体がシロップであることを特徴とする請求項７１記載のポストミックス・ディスペンス・マシン。
【請求項８２】
流体駆動ブースタ・ポンプと、
カーボネータ・タンクと、を備え、
前記流体駆動ブースタ・ポンプは、前記カーボネータ・タンクに水を供給するように構成されていることを特徴とするポストミックス・ディスペンサ。
【請求項８３】
前記流体駆動ブースタ・ポンプを始動させ停止させるように、前記流体駆動ブースタと関連付けられるフロート・バルブ手段を備えることを特徴とする請求項８２記載のポストミックス・ディスペンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００３年９月１９日出願の米国仮出願第６０／５０３，７９７号及び２００３年９月２９日出願の米国仮出願第６０／５０６，９６６号の出願日の利益を享受することを主張する。
【０００２】
本発明は流体流のエネルギーの一部を往復運動に変換できる流体モータに関する。より詳細には、本発明は流体ポンプに連結された流体モータを備える装置に関する。更に、本発明は２以上の流体を定量、配合して（proportioned）、ディスペンスないし注出する流体回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
流体ポンプは、電気モータや流体モータによってその動力が供給される場合がある。電気モータによって駆動される流体ポンプは、多くの好ましくない特質を有している。例えば、いくつかの用途においては、電気モータを使用した流体ポンプが安全上の理由から好ましくないとされる場合があり得る。具体的には、溶剤、酸、油及び可燃性の液体等をポンピングする（送り込む）場合には、ポンプを駆動するために高電圧又は高電流の電気モータを動作させることは不利であるし、危険をも伴うことにもなる。別の例として、電気モータを使用した流体ポンプは、停止状態から始動したり動作状態から停止したりすることを容易に行えない。このような断続的な流体の流れは、流れの開始及び停止を周期的に行う必要があるいくつかの用途において要求される。
【０００４】
さらに、既存の流体モータは、モータを通過する流体の流れを制限する弁口（バルブ・ポート）を有しており、これにより、モータ通過する際に圧力低下や流れの乱れが生じることになる。例えば、飽和炭酸水のように作動流体（powering fluid）にガスが充満されている場合には、流体モータを通過する際の圧力低下や流れの乱れが非常に大きくなってＣＯ2が溶液から泡を立てて出てしまい、炭酸水及びシロップのための流体駆動式プロポーショニング・ポンプ（定量ポンプ）としての精度に悪影響を及ぼすことになる。加えて、動作中（シフティング中）のモータ内における内部バルブの漏洩（リーク）は、流体駆動式プロポーショニング・ポンプとしての精度に悪影響することになる。
【０００５】
従来の装置としては、以下の３つの装置が代表的なものとして挙げられる。フロリダ州のDosatron International社の非電気式比率配分ディスペンサ（a nonelectric proportional dispenser）、カリホルニア州のShuflo社及びテキサス州のDosmatic USA社のブリックス・ポンプ（brix pump）である。これらの装置は、流体駆動のピストン・プロポーショニング・ポンプを運転するための動力源として水圧を利用する。
【０００６】
現在、コカコーラ社やペプシ社の飲料を供給する飲料販売システムに見られる既存のポストミックス（post-mixed：後混合）タイプの飲料用ディスペンサのデザインは、世界中でほぼ標準化されており、これまでに２０年以上が経過している。ポストミックス（タイプの）飲料販売器は、飲料がカップに注出（ディスペンス）される落下時に混合する、シロップ成分と水成分とを有している。炭酸水がその成分として用いられる飲料については、シロップ成分と水成分との割合（比率）は約１：５である。
ディスペンス・バルブ（dispensing valve）は、水成分とシロップ成分のためのプロポーショニング（配分）機能とオン／オフ（供給及び停止）機能とを備えている。このディスペンス・バルブは、定期的な較正及び調整が必要とされている。
【０００７】
既存のディスペンサにおいて、加圧されたシロップは、ダンボール箱内に収納された周囲圧力下の可撓シロップ・バッグ（容器）からディスペンス・バルブへと、ガス駆動式のダイヤフラム・ポンプによって供給されるようになっている。
作動ガス（powering gas）は、普通は圧縮ＣＯ2（高圧炭酸ガス）タンクから供給される。シロップ・ボックス、配管、制御部及びポンプは、まとめてバッグ・イン・ボックス・システムとして知られている。ポンプは、通常、バッグ・イン・ボックス（ＢＩＢ）ポンプとして知られている。ＢＩＢポンプは、複数のシロップ容器から複数のディスペンス・バルブへとシロップを送り出すようにしてもよい。
【０００８】
既存のディスペンサにおいて、水は加圧下でディスペンス・バルブへと供給されるようになっている。非炭酸飲料であれば、水圧は、既存の家庭用水道管の圧力、あるいは、それが低すぎる場合には、水圧ブースタ（増圧）・ポンプによって与えられる。炭酸飲料であれば、炭酸水の圧力は、カーボネータ・ポンプ及びＣＯ2（炭酸ガス）管からの圧力による。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
いくつもの流体駆動式プロポーショニング・ポンプが市販されているが、多くの理由から上記した用途に適したものは、Shurflo社、Dosamatic社及びDostron社の製品を含め、いまだに存在しない。上記した用途のためには、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ（ＦＰＰポンプ）は、飲料サービスに適するように、機械的にも容量測定の面でも高性能（高効率）であるばかりでなく、長期間にわたって安定していなければならない。例えば、容量測定性能が浮動（ドリフト）すると（時間とともに変化してしまうと）、誤った混合状態の飲料を提供する可能性がある。誤った混合状態の飲料は、そのことが注目され、修理をするほどまでに悪くなる遥か以前に、飲物とブランドに対して無意識のうちに不満の原因となり得る。例えば、機械的な性能が不十分であるメカニズム（機構）は、炭酸水において非常に大きな圧力低下を招くことになる。その結果、ＣＯ2が溶液から泡立ってしまい、カップの中に飲料の不快な溢れを引き起こすこととなり、配合の精度を低下させることになる。
【００１０】
さらに、カーボネータは、一般に、１３０ｐｓｉ近傍もしくはそれより大きな圧力で動作する。周知のＦＰＰポンプではこの圧力には定格化されていない。しかし、本発明者によって発明された流体駆動式プロポーショニング・ポンプは、このような用途に好適なものである。
【００１１】
周知のシステムとしていくつかのものが、米国特許第３０１６０１６号、４０６２６３９号、４６３７７８３号、４６８４３３２号、４７７９７６１号、４７９５０６１号、４８３０５８３号、４９６６３０６号、５０５８７６８号、５３８８７２５号、５４１５５３１号、５４７６１９３号、５５６４９１２号、５５８８８１３号、５９５１２６５号、６１６２０２７号及び６４３５８４３号等に開示されている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様においては、流体移送装置が開示される。この流体移送装置には、ハウジングと、そのハウジング内で往復動作するピストンと、が含まれる。前記ピストン及びハウジングによって、部分的にではあっても少なくとも２つの容積（容量）可変のチャンバ（容積室）を画成するように構成してもよい。チャンバ入口ポート（吸引口）及びチャンバ出口ポート（排出口）が、前記少なくとも２つのチャンバのそれぞれに関連付けられる（設けられる）ようにしてもよい。バルブ部材は、前記チャンバ入口ポート及びチャンバ出口ポートとのそれぞれを通過する流体の流れを許可し又は禁止するように、前記チャンバ入口ポート及び前記チャンバ出口ポートのそれぞれに動作可能なように関連付けられるようにしてもよい。前記２つのチャンバでは、流体が隔離された状態となっており、一方のチャンバ内の流体が他方のチャンバへ流入しないようになっている。バルブ駆動手段は、流体が前記チャンバ入口ポート又は前記チャンバ出口ポートを通過する流体の流れを許容し又は禁止するように、前記バルブ部材を切り換え動作するように構成されてもよい。リリース（開放）機構は、少なくとも１つのバルブ部材に関連付けられるようにしてもよい。リリース機構は、バルブ駆動手段が前記チャンバ入口ポート又は前記チャンバ出口ポートを通過する流体の流れを許可し又は禁止するために前記バルブ部材を切り換え動作することを許可するように構成されてもよい。
【００１３】
本発明に係る装置は、流体ポンプに連結される流体モータとして使用してもよい。往復動流体ポンプに機械的に連結された往復動ピストン型の流体モータを通過する第１の流体の流れと圧力が、所定の割合で第２の流体の流れ及び流体圧力を生じさせる。第１の流体の流れ及び流体圧力と第２の流体の流れ及び流体圧力とが同じである必要はない。
【００１４】
本発明に係る装置は、電気的エネルギーを必要とせずに様々な用途に対して有用である。このような用途には、定量配合（プロポーショニング）、サンプリング、計測、流量検出、エネルギー回収、圧力増大及びポンピング（ポンプ輸送）が含まれるが、これらに限られるものではない。
本発明に係る装置は、現存する用途における装置類を置換するのに十分なコスト面、性能面、簡素さ及び材料面での利点を有しており、新たな潜在的な用途への適用をも可能とするものである。ある実施例においては、２以上の流れ（液体であっても気体であってもよい）が所定の割合で定量、配合され、その場合にある１つの流れは、その目標圧力よりも高い供給圧力を有して、レシプロ・モータを動作させるエネルギー源として供給され、他の流れは、その目標圧力よりも低い供給圧力を有し、圧力付与と定量、配合機能を奏するためにモータによって駆動されるポンプを利用する。
【００１５】
いくつかの用途例では、ポンプで送り込まれる流体又は加圧状態を維持される流体には、水、溶剤、酸、油及び可燃性の液体等が含まれる。上述したように、これらの用途のいくつかにおいては、電気モータは安全上の理由から好ましくない。さらに、これらの用途のいくつかにおいては、停止状態からの始動や動作状態からの停止が要求され、電気モータによっては容易に達成することはできない。ガス駆動式のダブルダイヤフラム・ポンプを用いるようにしてもよい。本発明は、加圧（圧縮）された液体又は加圧された気体のいずれも使用できる。
【００１６】
流体の加圧と加圧された流体の放出（排出）との双方を含む用途においては、本発明によって不要なエネルギーが回収されるようにすることもできる。逆浸透の例では、半透膜を通して水を移動させるために、給水がモータによって加圧される。加圧された水のほとんどは、加圧エネルギーとして使用しないものとして排出される。本発明では、カスケード式に、多重効用とし、その結果、ポンプ及びモータの給水加圧要求を低減することによって、その後の膜への給水の大部分の加圧を行うために加圧された排水のエネルギーを使用することができる。このことは、例えば、潜水艦や兵士用の移動式飲料水浄化装置のように利用できるエネルギーが限られた場合において有利であり、都合がよい。
【００１７】
本発明に係るシステムは、流体が減圧され、その後に再加圧されるような用途に用いることができる。その例としては、周囲圧力太陽熱温水器があり、周囲温度にて加圧された家庭用水道水が、ブラック・バッグ・タイプの大気圧太陽熱集熱器を満たすために減圧される。コレクターからの温水は、蛇口と機器に流れを提供するために再加圧される。本発明の使用は、加熱されたコレクター水に再加圧するために、１対１の比率で、入力される加熱されていない水の圧力を用いることによって、太陽熱システムを単純化し、コストを低下させる。
【００１８】
本発明に係るシステムは、高圧で少量の流体が要求される用途や低圧で多量の流量が利用できる用途に用いることができる。油圧増加器の例では、低圧力・大流量の油圧オイルのエネルギーを、本発明に係る流体モータを動作させるために利用することができ、同様に、高圧力・小流量の油圧オイルを作り出すために断面のより小さなモータを動作させるために利用することができる。圧力の増大は、流量比、従って、モータ及びポンプの（横）断面に比例する。
【００１９】
本発明に係るシステムは、ディスペンス（注出）用途に用いることができ、この用途では、２以上の流体が所定の調整割合又は無調整割合にて混合される。その例としては、次のようなものが含まれる。すなわち、農業での散布用に除草剤や殺虫剤を水で薄めたり水と混合したりすること、農業、園芸用に肥料を灌漑用水で薄めたり混水と合したりすること、服、食器、部品類などの洗浄器用に凝縮洗浄液を水で薄めたり水と混合したりすること、工作機械の潤滑用に凝縮オイルを水で薄めたり水と混合したりすること、化学物質をプロセス・タンク（処理槽）内の補給水に加えること、である。
本発明は、かかる用途において、水の流れ及び圧力を流体モータのための第１の流体として用いることによって機能するようにしてもよい。第２の流体として付加される流体は、流体モータ及び流体ポンプの断面にそれらの有効行程を乗算した値に比例した比率で流体ポンプによって吐出（送出）される。双方から吐出された流体が、その後に混合されるようにしてもよい。
【００２０】
本発明に係るシステムは、選択可能な割合、調整可能な割合又は調整不可能な割合で２以上の流体が混合される用途に用いることができる。その例示的なシステムには、選択的に動作可能な複数の流体ポンプを駆動する流体モータが含まれる。ポンプは、バルブを備えてポンプからの吐出を停止する手段によって選択的に動作可能とされ、これにより、リリーフ・バルブ（逃がし弁）を通過させるように流れを変えるようにしてもよい。
リリーフ・バルブは、そのポンプの内部又は外部のいずれに設けられるものであってもよい。内部リリーフ・バルブの場合、その開放圧力に達すると、流れをポンプ出口から入口へと変えることができる。あるいは、ポンプは、その下流側からその上流側へとポンプ流体（pumped fluid）を戻すようにバルブを切り換える手段によって選択的に動作可能とされるようにしてもよい。選択された各手段は例示的なものであり、その他の手段も考えられる。
この用途の例示的なシステムとしては、複数のポンプを備えた流体駆動式プロポーショニング・ポンプを用いたポストミックス式のディスペンサがある。各ポンプはそれぞれ別のシロップや補助的な香料（フレーバー）に関連付けられる（対応して設けられる）。ディスペンス・バルブ（注出バルブ）での選択を可能とすることで、ディスペンス・バルブは、水と選択されたいずれかのシロップとが配合された飲料を供給することができる。さらに、飲料をディスペンス（注出）するのと同時に、選択により補助的な香料が加えられるようにしてもよい。補助的な香料は、香料用ポンプが動作している時間の長さによって選択される量で飲料に加えられるようにしてもよい。ディスペンサは、上述した構成のプロポーショニング・ポンプを１つ以上含むようにしてもよい。
【００２１】
本発明に係るシステムは、流速を表示したり流量を合計したりすることを要求とする用途に適用できる。測定される流量は、流体モータを通過する流体として用いられる。少なくとも１つのセンサがピストンの往復動作を検出する。そのセンサからの信号は、流速又は総流量（情報）に変換できる（互換性のある）情報を提供する。センサは、直接接触することなく、ハウジングを貫通するシャフトを必要とすることなく、ピストンの動作を非接触で検出できるようになっている。
【００２２】
本発明に係るシステムは、サンプリング用途に用いることができる。サンプリングされる流体は、流体モータを駆動する。流体ポンプは、流体モータから送り出された流体を第２の流体として汲み上げる。流体ポンプからの流れがサンプルとなる。サンプリング率は、流体ポンプ及び流体モータの断面の比率に比例する。
【００２３】
本発明に特に適した通常の用途は、ポストミックス（後混合）飲料用のディスペンサである。加圧された家庭用水道水は、ほとんどの場合、動力（供給）流体として利用できるので、本発明に係る装置は、家庭用水道水をエネルギー源として使用し、その後、使用した水を排出し又は再使用するために送出することによって、圧縮ガス駆動式のダイヤフラム・ポンプに置き換えるようにできる。
ビールのディスペンス（注出）に関して、例示的な回路は、本発明の作動流体（powering fluid）としての家庭用水道水を含むようにし、他方ビールがディスペンス・バルブに送られるポンプ流体（pumped fluid）であるようにしてもよい。あるいは、作動流体が増圧ポンプを含む閉回路内に収容されるようにしてもよい。
ポストミックス飲料のディスペンスに関して、その例示的な回路は、本発明の作動流体として家庭用水道水を含み、他方、シロップがディスペンス・バルブに送られるポンプ流体であるようにしてもよい。シロップをポンプにより送り出し、所定割合で混合するために炭酸水のエネルギーを使用することは、本発明の更に有利な使用となり得る。このように、本発明は、従来のシロップ・ポンプ及びディスペンス・バルブの配合部分の双方に置き換わり、さらにはディスペンサを単純化して、その製造コストを下げる。
【００２４】
本発明に係るシステムは、異なる側面を使用する燃料電池のような用途に用いることもできる。圧縮空気は、要求される化学量論の比率で燃料ポンプとウォータ・ポンプとを駆動するレシプロ・モータを駆動することができる。これら３つの全てから排出物が、その後、改質装置に導かれるようにしてもよい。
【００２５】
本発明は、駆動又は制御のために電気を必要としないので、これらの用途において有利である。この発明は、その用途による必要に応じて、流体モータ、流体ポンプ、流体モータと流体ポンプとを組み合わせたもの、及びプロポーショニング（定量、配合）装置として動作する。本発明は、１つ以上の流体の流れが停止すると動作を停止し、流れが回復すると動作を再開し、ポンプ流体圧力を維持することできる、すなわち、一時的な停止が可能な装置である。
【００２６】
本発明は、構造において一般の空気及び水圧（油圧）のタイロッド・デザイン（形状）に類似するタイロッド・デザイン（形状）及び動作シリンダを備えた流体モータを有してもよい。この構造は、製造が容易かつ経済的であり、１００から数１０００ｐｓｉまでの耐圧力とすることができる。本発明は、そのような圧力の下での用途に用いることができる。本発明は、動作時に実質的に内部リークがない状態で、流体作動的にバランスされる（流体圧力によってバランスされる）方式のマルチポート・バルブを有するようにしてもよい。
このような機能は現在市販されている製品に対していくつかの重要な利点を提供する。
（１）マルチポート・バルブを動作させるのに要求される力は、モータ前後の圧力差やバルブ・ポートの断面積の増加によって、変化しない。
（２）したがって、与えられたバルブ動作機構及びバルブ・リリース（開放）機構は、現在製造されている流体モータよりもより広範囲な流れ及び圧力にわたって動作できる。
（３）より大きなバルブ・ポート断面に対するデザイン（設計）上の不利益がないことから、本発明に係るモータは、大きなバルブ・ポートを備えることが可能となり、これにより、モータを通過する際の圧力低下や乱れを減少させることになる。
【００２７】
このように、本発明は、実用性と他のデザインの用途とを制限する以下の２つの問題を回避するのに役立つ。
（１）作動流体が炭酸水のようなガスが多く含まれる溶液である場合に、流体モータを通過する際の圧力低下や流れの乱れが非常に大きくＣＯ2が溶液から泡立ててしまい、炭酸水及びシロップ用の流体駆動式プロポーショニング・ポンプとしての精度に悪影響する。
（２）動作中に内部リークを許容するマルチポート・バルブも、流体駆動式プロポーショニング・ポンプとしての精度に悪影響する。
【００２８】
本発明は、異なる特徴を有する実施形態にも容易に適合できる（互換性を有する）。本発明は、バルブ動作手段の２つの例示的なタイプ（スプリング式、マグネット式）について記述しているが、他のタイプのバルブ作動手段であってもよい。本発明は、流体作動的にバランスするバルブの２つの例示的なタイプについて記述する。本発明は、バルブ・リリース（開放）機構の３つの例示的なタイプ、すなわち、機械的起動方式（mechanical trigger）、機械的オーバー・ザ・センタ方式（mechanical over-the-center；中心を越えて中心から外れた位置で起動する）、マグネット式について記述しているが、他のタイプのバルブ・リリース機構であってもよい。本発明は、複動で動作するポンプを備えた流体駆動式プロポーショニング・ポンプの比率が、両方のストローク方向で同じとするように、ストローク補償手段を含むようにしてもよい。本発明は、単動式のもの、複動式のもの、外部に設けられるもの、内部に設けられるもの、固定比率のもの、比率調整ができるもの、複数個のもの及び単一個のもの等のポンプの使用を意図している。本発明は、流量制御、流速測定及び流れ統合のために使用できるストローク信号（検出）手段を記述する。
【００２９】
本発明は、非常に簡単で少ない部品点数で構成される、流体モータと流体ポンプとを一体化したものとして機能する装置を提供する。
【００３０】
本発明は、低コスト・大量生産を可能とするポリマー部品の射出成形、組立のオートメーション化又は機械化の要求に合致するものである。また、ポリマー部品にとってストレスがあまりに大きくなる用途における金属部品の要求にも合致する。
【００３１】
本発明は、広範囲にわたる用途に適合する多数の実用的な実施形態を有する。本発明は、さらなる機能が追加されて用いられてもよいが、いくつかの例示的な実施形態には以下のものが含まれる。
（１）直接又は間接的な検出を行うストローク・センサを備える流体モータ
（２）シャフト付きの流体モータと１つ以上の外部ポンプ
（３）シャフトのない流体モータと調整可能な１つ以上の内部ポンプ
（４）内部ポンプ及び外部ポンプを備える流体モータ
（５）交差汚染に強い外部ポンプを備える流体モータ
（６）流体作動的にバランスする（流体圧力でバランスする）マルチポート・バルブ
（７）リークの少ないマルチポート・バルブ
【００３２】
さらに、本発明は、ディスペンサのデザイン（設計）に関する。その一般的な例は、ポストミックス清涼飲料（ソフトドリンク）のディスペンサであり、そこでは、流体駆動式プロポーショニング・ポンプが、ガス駆動式ダイヤフラム・ポンプ及びディスペンス・バルブの配合機能にとって代わる。本発明は、よりシンプルで、より低いコストで、より信頼でき、よりメンテナンスの少ない、より高性能なディスペンサの設計を可能とする。本発明は、電気を必要としないディスペンサの設計を可能とする。部分制御や総流量の検出のような望ましい機能が、低コストで容易に組み入れることができる。
本発明は、流体駆動式プロポーショニング・ポンプを用いるディスペンサに適した制御装置について記述する。本発明に係るディスペンサは、ガス駆動式ダイヤフラム・ポンプに使用される圧縮空気や圧縮ＣＯ2に代えて、自由に、すでに利用できる動力源である炭酸水を用いる。本発明に係るディスペンサのデザインは、サービス及びサポートを十分に行えないような場所により適するようにしら既存のデザインよりも、丈夫でシンプルにすることができる。けれども、それは洗練された市場により適するようにする機能と両立させることができる。
【００３３】
本発明の目的は、装置の流体モータ部分によって第１の流体流及び流体圧を機械的な動作に変換し、この機械的な動作を用いることでその動作を装置の流体ポンプ部分によって流体流と流体圧に変換する装置を提供することである。
【００３４】
本発明の他の目的は、バルブ動作のためのエネルギーがピストンの移動によって供給される流体モータを提供することである。
【００３５】
本発明の他の目的は、バルブ動作のためのエネルギーが蓄積され、スプリングでリリースされる流体モータを提供することである。
【００３６】
本発明の他の目的は、チャンバの端部にピストンが接近することによってバルブ動作が可能とされ、リリース機構と接触することでマルチポート・バルブの切り換え動作を許可する流体モータを提供することである。
【００３７】
本発明の他の目的は、電気的な制御や電力を必要とすることなく動作する装置を提供することである。
【００３８】
本発明の他の目的は、第１の流体の流れ及び圧力に応じて停止し、再始動できる装置を提供することである。
【００３９】
本発明の他の目的は、第２の流体流と流体圧に応じて停止し、再始動できる装置を提供することである。
【００４０】
本発明の他の目的は、入力する流体流と流体圧に応じて停止し、再始動できる流体モータを提供することである。
【００４１】
本発明の他の目的は、シャフト圧に応じて停止し、再始動できる流体モータを提供することである。
【００４２】
本発明の他の目的は、２以上の流体を正確な容量で定量、配合することである。
【００４３】
本発明の他の目的は、固定（配合）比率のプロポーショニング・ポンプで駆動される流体モータを提供することである。
【００４４】
本発明の他の目的は、配合比率が調整できるプロポーショニング・ポンプで駆動される流体モータを提供することである。
【００４５】
本発明の他の目的は、適用流体が液体又は気体のいずれでもよい装置を提供することである。
【００４６】
本発明の他の目的は、制御又は測定目的のために往復動作を検出する手段を備える装置を提供することである。
【００４７】
本発明の他の目的は、複数の流体を複数の供給源から複数の目標へと移送する手段を備えた流体回路を提供することである。
【００４８】
以上の目的は例示的なものにすぎず、本発明は、これらの目的の１つ以上を達成し又は実現する装置やシステムを意図している。発明のさらなる目的及び利点のいくつかは、後述する記載で部分的に説明され、一部はその記載から明らかとなり、あるいは、発明の実施により確認されるであろう。上記説明における構造上、処理上の構成・配列に加えて、本発明は、以下で説明するような多くの他の構成・配列を含むものである。前述の一般的な説明と後述する詳細な説明とは、ともに例示的なものに過ぎないことを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明の例示的実施形態を詳細に説明する。その一実施例が添付図面に示されている。全図面を通して、可能な限り、同一の数字は同一又は類似部分を示すものとして用いられる。
【００５０】
図１は、本発明の例示的な実施形態において、例示的な外部直結型の定容量ポンプに結合される流体モータの一般的な配置を斜方向から見た状態を示している。この例示的な実施形態において、例示的な流体モータのハウジングは、エンド・キャップ２２６、ケース８６及びエンド・キャップ２２４を含んで構成される。
同ハウジングは、タイロッド７１及びナット７０によって一体となって圧縮状態に保持した状態で締め付け固定された構成にある。ハウジングを一体的に保持するために他の方法、方式を用いるようにしてもよい。作動流体（powering fluid）は、モータ入口ポート８２を介して流入し、入口マニホールド８０によってエンド・キャップ２２６とエンド・キャップ２２４とに分配される。作動流体は、出口マニホールド７７及び最終的に出口ポート７９を介してエンド・キャップ２２６とエンド・キャップ２２４とから流出する。
【００５１】
例示的な流体ポンプは、ポンプ・ハウジングを構成する各構成部１６４、１７６及び１８２を含んで構成される。構成部１７６はポンプ入口ポート１７２及びポンプ出口ポート１８０を含んでいる。各構成部１６４、１７６、１８２及びエンド・キャップ２２６は、固定部材１６２によって締め付けられて一体に保持されるように構成されている。別々の構成要素を保持する他の方法は、当業者には明らかであろう。ポンプ・ポート１７２及び１８０は瞬時接続型（instant type、つまり即座に接続できるタイプ）の管接続に適した管として示されている。これらのポートは、流体モータ・ポート８２、８４とともに、例えば、ネジ型、フランジ型あるいはフレア（広口）型のような別の取付け（接続）タイプとすることもできる。
【００５２】
図２は、ピストンが中間位置にある状態での例示的なモータの右断面を示しており、その動作を説明するためのものである。ハウジング・アセンブリ（組立体）は、円筒状の内面を有するケース８６を含んで構成される。ケースの一端はエンド・キャップ８８によって塞がれており、ケースの他端はエンド・キャップ９４によって塞がれている。ハウジングの内部は、Ｏリング・シール９６によって封止、シールされている。このハウジング・アセンブリは、ケース８６、エンド・キャップ８８、エンド・キャップ９４及びシール９６を含んで構成され、周知の方法によって一体に保持されるようになっている。この周知の方法には、タイロッド７１及びナット７０も含まれる。
作動流体は、矢印８４方向に入口ポート（インレット・ポート）８２に流入する。作動流体は、入口マニホールド（インレット・マニホールド）８０を介してエンド・キャップ８８及びエンド・キャップ９４に運ばれる。作動流体は、出口マニホールド（アウトレット・マニホールド）７７を介してエンド・キャップ８８及びエンド・キャップ９４から集められる。作動流体は、出口ポート（アウトレット・ポート）７９を通って矢印８４方向に流出する。
【００５３】
ハウジング・アセンブリの内部は、ピストン・アセンブリによって第１の容積可変のチャンバ１０４と第２の容積可変のチャンバ１０６とに分けられている。ピストン・アセンブリは、シャフト９０、ピストン９８及びそのシャフト９０をピストン９８に固定するネジ固定部材９２を含んで構成される。この例示的な実施形態において、ピストン９８は、バルブ・リリース・アセンブリと係合するように、第１のくさび形状の突起部９７とその反対側に設けられる第２のくさび形状の突起部９９とを有している。シャフト９０は、スライド（摺動）可能、シール可能にエンド・キャップ８８を貫通している。
【００５４】
例示的なマルチポート・バルブ・アセンブリは、バルブ・リング１１６、バルブ・リング１２２、バルブ連結ロッド１１８、動作スプリング１２０、動作スプリング１２４及び固定用ネジ１１４を含んで構成される。この例示的な実施形態において、バルブ・リング１１６は、ピストン９８をスライド可能、シール可能に貫通するコネクティングロッド１１８によってバルブ・リング１２２に連結されている。固定用ネジ１１４のような固定部材は、ロッド１１８をリング１１６及びリング１２２に固定する。リング１１６に設けられるボス部は、動作スプリング１２０を支持する。リング１２２に設けられるボス部は、動作スプリング１２４を支持する。マルチポート・バルブの別の実施形態（図示省略）では、ピストン９８がケース８６に対してシールするのと同様に、ケース８６に対してその外周をシールするリング・バルブを含んで構成される。チャンバ入口孔又はこれに代わる径方向に配置される孔の組がケース８６に貫通形成されて入口マニホールド８０に連通している。チャンバ出口孔又はこれに代わる径方向に配置された孔の組がケース８６に貫通形成されて出口マニホールド７７に連通している。チャンバ入口孔及びチャンバ出口孔は、互いに軸方向にオフセットした位置に設けられている。
作動流体は、前述したようにエンド・キャップというよりはむしろケースを通ってピストン・チャンバ内へと流入し、ピストン・チャンバから流出する。この実施形態は、小型化を検討する際に有利である。他の例示的なバルブシステムについては、当業者には明らかであろう。
【００５５】
例示的なリリース機構は、支持部材１２６、リリース・シャフト１３０、キャッチ部材１３２及びポジション・バイアス・スプリング（位置又は姿勢を偏らせるバネ部材）１２８を含んで構成される。もう一つの例示的なリリース機構は、支持部材１３４、リリース・シャフト１３８、キャッチ部材１４０及びポジション・バイアス・スプリング１３６を含んで構成される。
キャッチ部材１４０は、バルブ・リング１２２を捕らえる（係合して押える）ためにスプリング１３６によって回転するように付勢される。キャッチ部材１３２は、バルブ・リング１１６を捕らえる（係合して押える）ためにスプリング１２８によって回転するように付勢される。
バルブ・リング１１６によって遮断されていなければ、エンド・キャップ８８内の流路７４は、作動流体を入口マニホールド８０からチャンバ１０４に流入させる。バルブ・リング１２２によって遮断されていなければ、エンド・キャップ９４内の流路７８は、作動流体を入口マニホールド８０からチャンバ１０６に流入させる。
バルブ・リング１１６によって遮断されていなければ、エンド・キャップ８８内の流路７２は、作動流体をチャンバ１０４から出口マニホールド７７へと流出させる。バルブ・リング１２２によって遮断されていなければ、エンド・キャップ９４内の通路７６は、作動流体をチャンバ１０６から出口マニホールド７７へと流出させる。
リリース機構の他の実施形態（図示省略）では、ピストン・アセンブリの往復ストロークの各終了（エンド）位置でバルブ・アセンブリをリリースし、バルブ・アセンブリの切り換え動作終了後すぐに再びバルブ・アセンブリを捕らえる（係合し押える）シングル・リリース機構を含んで構成される。この実施形態は小型化を検討する際に有利である。
図７は、over-the-centerタイプ（中心を外れた位置で起動する方式）の複動式のリリース機構としてマルチポート・バルブ・アセンブリに作用する２つのピストン・チャンバのうちの１つだけに配置されるシングル・リリース機構を示している。他の例示的なリリース機構は当業者にとって明らかであろう。
【００５６】
マルチポート・バルブ・アセンブリは、２つの停止位置を有している。矢印１０２方向において移動が制限される位置と矢印１００方向において移動が制限される位置である。マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印１０２方向における移動の制限位置にあるときは、バルブ・リング１２２がエンド・キャップ９４に当接することによって矢印１０２方向の更なる移動が妨げられる。マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印１０２方向における移動の制限位置にあるときは、それは、また、バルブ・リング１１６とキャッチ部材１３２との係合により矢印１００方向の更なる移動が妨げられる。マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印１０２方向における移動の制限位置にあるときは、流路７４はバルブ・リング１１６によってチャンバ１０４との連通を遮断され、流路７６はバルブ・リング１２２によってチャンバ１０６との連通を遮断される。一方、流路７２はバルブ・リング１１６によって遮断されずにチャンバ１０４に支障なく連通し、流路７８はバルブ・リング１２２によって遮断されずにチャンバ１０６に支障なく連通する。
【００５７】
マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印１００方向における移動の制限位置にあるときは、流路７２はバルブ・リング１１６によってチャンバ１０４との連通を遮断され、流路７８はバルブ・リング１２２によってチャンバ１０６との連通を遮断される。一方、流路７４はバルブ・リング１１６によって遮断されずにチャンバ１０４に支障なく連通し、流路７６はバルブ・リング１２２によって遮断されずにチャンバ１０６に支障なく連通する。
バルブ・リングは流体圧（水圧）でバランスされるようになっている。バルブ・リングを移動させるために必要な力は、入口−出口間の圧力差によってはあまり変化しない。また、バルブ・リングを移動させるために必要な力は、ピストン・チャンバ間の圧力差によってはあまり変化しない。
しかし、バルブ・リングを連結するバルブ連結ロッド１１８は流体圧でバランスされるものではない。連結（ロッド）に作用する力は、ピストン・チャンバ間の圧力差によって変化する。連結（ロッド）に作用する力の影響は、断面積の小さなバルブ連結ロッドを用いるようにすることで、最小化されて取るに足らない程度のものにすることができる。図３は、流体圧でバランスする例示的なバルブ連結を示している。
【００５８】
バルブ・アセンブリが一方の（移動が制限された）停止位置から他方の（移動が制限された）停止位置まで移動するとき、バルブ１１６は、オーバーラップ、つまり被覆動作することで流路７４と流路７２との双方を実質的に遮断する。さらに、バルブ１２２は、オーバーラップすることで流路７８と流路７６との両方を実質的に遮断する。このため、流路７４と流路７２とがチャンバ１０４を介して互いに実質的に連通することはないし、また、流路７８と流路７６とがチャンバ１０６を介して互いに連通することはない。この特徴は、内部リークを最小化することによる流体モータの効率と精度を向上させる。
【００５９】
使用時において、作動流体は、入口ポート８２に流入し、流路７４が遮断されていると入口マニホールド８０を介して流路７８に流入し続ける。作動流体は、流路７８からチャンバ１０６に流入し、この結果、流路７６が遮断されているとピストン９８が矢印１００方向に移動する。ピストン９８が矢印１００方向に移動すると、チャンバ１０４の容積は減少し、チャンバ１０４内の作動流体は、流路７４が遮断されていると流路７２を介して（チャンバ１０４から）排出される。作動流体は、流路７６が遮断されていると流路７２からアウトレット・マニホールド７７へと流出し続け、その後、出口ポート７９から流出する。ピストン９８が矢印１００方向に移動すると、そのうちスプリング１２０に接触し、それからスプリング１２０を圧縮する。ピストン９８の矢印１００方向への移動がさらに続くと、バルブ・リング１１６がリリース機構のキャッチ部材１３２によって矢印１００方向の移動が規制されるため、スプリング１２０は、ピストン９８とバルブ・リング１２０との間で挟まれて更に圧縮される。
【００６０】
本発明の例示的な実施形態は、作動液体の代わりとして、圧縮ガスのような作動ガス（気体）にも適用できることに留意すべきである。したがって、流体（fluid）という語には、気体、液体及び混合相が含まれることを意味するものである。
【００６１】
図３は、ピストンが中間位置にある状態での例示的なモータの右断面を示しており、その動作及びマルチポート・バルブ・アセンブリを全体として実質的に水圧でバランスさせるための修正を説明（示す）するためのものである。
作動流体は、入口ポート８２に流入し、流路７４が遮断されていると入口マニホールド８０を介して流路７８に流入し続ける。作動流体は、流路７８からチャンバ１０６に流入し、流路７６が遮断されているとピストン９８が矢印１００方向に移動する。ピストン９８が矢印１００方向に移動すると、チャンバ１０４の容積は減少し、チャンバ１０４内の作動流体は、流路７４が遮断されていると流路７２を介して（チャンバ１０４から）排出される。作動流体は、流路７６が遮断されていると流路７２から出口マニホールド７７へと流出し続け、その後、出口ポート７９から流出する。
【００６２】
ピストン９８が矢印１００方向に移動すると、そのうちスプリング１２０に接触し、それからスプリング１２０を圧縮する。ピストン９８の矢印１００方向への移動がさらに続くと、バルブ・リング１１６がリリース機構のキャッチ部材１３２によって矢印１００方向の移動が規制されるため、スプリング１２０は、ピストン９８とバルブ・リング１２０との間で挟まれて更に圧縮される。
【００６３】
ピストン９８に形成された、くさび形状の突起部９７は、キャッチ部材１３２の表面に当接し、くさび形状の作用（相対移動に伴う簡単な傾斜機構）によってキャッチ部材１３２が時計方向に回転し始める。このくさび形状の作用は、最終的には、スプリング１２８による付勢力に打ち勝つ力を生じさせる。
【００６４】
図示された例示的な実施形態において、エンド・キャップ５４はバルブ連結ロッドのバランス・チャンバ５２を含んでいる。バルブ・アセンブリは、バルブ・リング、バルブ・アクチュエータ及びバルブ連結部材、特に、バルブ・リング５０、バルブ・リング５６、バルブ・スプリング１２０、バルブ・スプリング１２４及びバルブ連結ロッド５８を含んで構成される。バルブ・リング５０及びバルブ・リング５６は、バルブ連結ロッド５８に固定されている。ロッド５８は、スライド可能にエンド・キャップ５４を貫通しており、チャンバ５２はチャンバ１０４から隔絶されている。
図に示すように、ロッド５８は、チャンバ１０６をチャンバ５２と連通させる内部流路６０を有している。この状態はバルブ・アセンブリのすべての位置において維持される。この構成により、バルブ連結ロッド５８の断面はチャンバ１０６と同じ圧力を受けることになる。このようにして、バルブ・リングに加えてバルブ連結部材も流体圧でバランスされる。流体圧でバランスされるバルブ連結部材の他の実施形態（図示省略）としては、バルブ・リング１１６から延びてスライド可能、シール可能にエンド・キャップ８８を貫通し、かつバルブ・リング１２２から延びてスライド可能、シール可能にエンド・キャップ９４を貫通する連結ロッド１１８から構成し、同ロッド１１８の断面に矢印１００方向及び矢印１０２方向において等しく大気圧を作用させるようにする。
【００６５】
図４は、例示的なモータの右断面を示している。図４において、ピストン９８は、動作を説明するため、そのストロークの終点位置にある状態で示されている。図４に示すように、ピストン９８が移動して、スプリング１２０を圧縮するとともに、突起部９７のくさび形状の作用がキャッチ部材１３２に対して生じている。ピストン９８が十分に移動すると、くさび形状の作用によりキャッチ部材１３２が回転してバルブ・リング１１６から外れる。すると、もはやバルブ・リング１１６は何ら規制されていないので、スプリング１２０の圧縮によって蓄積されたエネルギーがバルブ・リング１１６に作用し、バルブ・リング１１６は矢印１００方向にエンド・キャップ８８で移動が制限されるまで移動する。バルブ連結ロッド１１８によってバルブ・リング１１６に連結されているため、バルブ・リング１１２も矢印１００方向における制限点まで移動する。バルブ・リング１２２が移動すると、キャッチ部材１４０がスプリング１３６により付勢されてバルブ・リング１２２に向かって回転する。このため、バルブ・アセンブリは逆方向における移動制限点で拘束されることになる。今度は、作動流体がチャンバ１０４に流入し、チャンバ１０６から流出するので、ピストン９８はその移動方向を逆転させたのである。当業者によって明らかなように、ピストンの動作によってバルブ・アセンブリの移動を規制したり、規制を解除したり（リリースしたり）するために、追加的な方法や方式を用いることができる。さらに、バルブ・リングを移動させる追加的な方法や方式は当業者にとってあきらかであろう。
【００６６】
図５は、ピストンが中間ストローク位置にある状態での例示的なモータの右断面を示しており、その動作を説明するためのものである。この例示的な実施形態において、作動流体は入口ポート８２に流入し、流路７８が遮断されていると入口マニホールド８０を介して流路７４に流入し続ける。作動流体は流路７４からチャンバ１０４に流入し、流路７２が遮断されているとピストン９８が矢印１０２方向に移動する。ピストン９８が矢印１０２方向に移動すると、チャンバ１０６の容積は減少し、流路７８が遮断されているとチャンバ１０６内の作動流体は流路７６を介して排出される。流路７２が遮断されていると、作動流体は流路７６から出口マニホールド７７に流出し続け、その後、出口ポート７９を介して流出する。
【００６７】
ピストン９８が矢印１０２方向に移動するにつれて、同ピストン９８は究極的には動作スプリング１２４を十分に圧縮するようになる。ピストン９８は、さらにそこから移動を続け、リリース機構に接触してそれを起動させ（トリガーする）、同機構がマルチポート・バルブの（切り換え）動作を許容してピストンのストロークを反転させる。こうして、往復サイクル（ピストン運動）が繰り返される。
【００６８】
図６は、図５の例示的なモータと共通する多くの特徴を有する例示的なモータの右断面を示している。相違点には、機械的リリース機構をマグネット式のリリース機構に置き換えたことで、流速及び総流量の測定に用いる信号を付与するストローク・センサを追加したことが含まれる。
図５において開示された例示的なリリース機構は、支持部材１２６、リリース・シャフト１３０、キャッチ部材１３２及びポジション・バイアス・スプリング１２８を含んでいる。図６に示す例示的なリリース機構においては、これらの部材がマグネット１３５に置き換えられる。同様に、支持部材１３４、リリース・シャフト１３８、キャッチ部材１４０及びポジション・バイアス・スプリング１３６を含んだ、図５の例示的なリリース機構は、図６のマグネット１３７によって置き換えられている。この改変では、バルブ・リング１１６及びバルブ・リング１２２が磁性材料を含んで構成されることを予定している。そうでなければ、引き合う磁場を形成するために追加のマグネットがバルブ・リング１１６及びバルブ・リング１２２に取り付けられる。他のリリース機構は当業者にとって明らかであろう。
【００６９】
図６の例示的なモータにおいて、マグネット１３９は、例えばリードスイッチのような検出器１４１によってケース８６の外側で検出できる磁場を形成するためにピストン９８に取り付けられる。信号線１４２は、検出器１４１を、例えば流量メータ、流量合計メータ、送信器のような演算制御装置に接続する。ストローク、ひいては、ストローク当たりの移動量は明らかなので、ストローク数をカウントすることで算出された流量と実際の流量とのよい相関関係が得られる。
【００７０】
使用時において、作動流体は入口ポート８２に流入し、流路７８が遮断されていると入口マニホールド８０を介して流路７４に流入し続ける。作動流体は、流路７４からチャンバ１０４に流入し、流路７２が遮断されているとピストン９８が矢印１０２方向に移動する。ピスト９８が矢印１０２方向に移動すると、チャンバ１０６の容積は減少し、流路７８が遮断されていると作動流体は流路７６を介して排出される。流路７２が遮断されていると、作動流体は流路７６から出口マニホールド７７に流出し続け、その後、出口ポート７９を介して流出する。
【００７１】
ピストン９８が矢印１０２方向に移動し、さらに移動し続けるとそのうち動作スプリング１２４を圧縮するようになる。スプリング１２４が圧縮されている間、マルチポート・バルブ・アセンブリ（バルブ・リング１１６、バルブ・リング１２２、ロッド１１８及び固定部材１１４が含まれる）は、マグネット１３５とバルブ・リング１１６との間に生じる磁気吸引力によって矢印１００方向において移動が制限される停止位置に保持される。マグネット１３７とバルブ・リング１２２の間に生じる磁気吸引力は、それらを引き離している距離のため比較的弱い。スプリング１２４は矢印１０２方向へのピストン９８の移動によりさらに圧縮されるので、蓄積されるエネルギー及び力が増加する。
【００７２】
スプリング１２４の力は、そのうち、これとは反対方向に生じているマグネット１３５とバルブ・リング１１６との間に生じる磁気吸引力と等しくなり、その後、これを超えるようになる。そうなると、バルブ・アセンブリは、スプリング１２４の力によって矢印１０２方向に速やかに移動し、マグネット１３７とバルブ・リング１２２との間に生じる磁気吸引力によってバルブ・アセンブリがそこに保持される。マルチポート・バルブ・アセンブリの移動は、作動流体の流れを変更し、したがって、ピストン９８のストローク方向を逆転させる。こうして、往復サイクル（ピストン運動）が繰り返される。
【００７３】
図７は、図５に示す例示的なモータに対して例示的な改変を行ったものの右断面を示している。例示的な改変には、（１）外部に、固定容量の複動式の流体ポンプを追加すること、（２）シャフト容積補償器、（３）シャフト・シールの分離、（４）over-the-centerタイプの機械的なリリース（機構）が含まれる。
例示的なハウジング・アセンブリは、円筒状の内面を有するケース８６を含んで構成される。同ケースの一端はエンド・キャップ２２６によって塞がれており、他端はエンド・キャップ２２４によって塞がれている。ハウジングの内部はＯリング・シール９６によって封止、シールされている。ケース８６、エンド・キャップ２２４、エンド・キャップ２２６及びシール９６を含んで構成されるハウジング・アセンブリは、ネジ部が形成されたタイロッド７１及びナット７０によって一体に保持されている。ハウジングを構成する分離した構成要素を一体に保持するために他の方式や方法が使用されてもよい。
【００７４】
使用時において、作動流体は、矢印８４方向に入口ポート８２に流入する。作動流体は、入口マニホールド８０を介してエンド・キャップ２２４とエンド・キャップ２２６とに分配される。作動流体は、出口マニホールド７７を介してエンド・キャップ２２４とエンド・キャップ２２６とから集められる。作動流体は、矢印８４方向に出口ポート７９から流出する。
【００７５】
例示的なハウジング・アセンブリの内部は、ピストン・アセンブリによって第１の容積可変チャンバ１０４と第２の容積可変チャンバ１０６とに分けられている。ピストン・アセンブリは、シャフト９０、ピストン９８及びシャフト９０をピストン９８に固定する位置補償器を含んで構成される。シャフト９０は、スライド可能にエンド・キャップ８８を貫通している。シャフト９０用のシャフト・シールは、（動作）Ｏリング２３０、ロッド・シール・リング２２８及びリテーナー２３１を含んで構成されている。シャフト９０用のもう一つのシャフト・シールは、（動作）Ｏリング１９４及びロッド・シール・リング１９２を含んで構成されている。
この例示的な実施形態において、チャンバ２３２は、前記シャフト・シールの間に形成されており、作動流体とポンプ流体とを分離している。前記シャフト・シール間は、シャフト９０の表面において作動流体とポンプ流体とが混在しないように所定の距離を有している。流路２３６及び流路２３４は、前記チャンバ２３２に連通している。流路２３４及び２３６は、チャンバ２３２内のバリア流体用のウィープホール（水抜き穴）、エアギャップ又は水路を付与する。バリア流体は、静止しているもの、流れているもの、洗浄剤のような特別な目的を有するもののいずれであってもよい。図７の例示的なモータ及びポンプは、シャフト・シールに沿って流体が分離されているが、このような分離は、実施する上で要求されるものではない。ポンプとモータとの間の簡単なシールでも十分である。シャフト・シールによる分離は、それを取り入れた望ましい態様を説明する一例として示されたものである。
【００７６】
例示的なマルチポート・バルブ・アセンブリは、バルブ・リング１１６、バルブ・リング１２３、バルブ連結ロッド１１８、動作スプリング１２０、動作スプリング１２４及び固定用ネジ１１４を含んで構成されている。他の要素や特徴を含むようにしてもよい。例示的な実施形態に示すように、バルブ・リング１１６は、ピストン９８をスライド可能に貫通するバルブ連結ロッド１１９によってバルブ・リング１２３に連結されている。固定用ネジ１１４は、ロッド１１８をリングリング１１６及びリング１２３に固定している。リング１１６に形成されたボス部は動作スプリング１２０を支持している。リング１２３に形成されたボス部は動作スプリング１２４を支持している。
【００７７】
例示的なリリース機構は図７に示されており、ローラ部材１０９と、バルブ・リング１２３に形成されたover-the-center（中心を外れた位置の）突起部１０８と相互に作用するエンド・キャップ２２４に固定されたトーションスプリング１１０とを含んで構成されている。ローラ１０９によって突起部１０８に加えられる力及びスプリング１１０によって供給される力は、バルブ・アセンブリを矢印１００方向の移動の制限位置に偏倚、保持している。例示的な実施形態において、ピストン９８によって圧縮されるにつれて増加するバルブ・スプリング（動作スプリング）１２４の力によって、前記の偏倚保持力を克服できるようになっている。前記偏倚保持する力が（スプリング１２４の力で）克服されると、バルブ・アセンブリは、もう一方の移動の制限位置１１１に速やかに移動する。こうして、バルブ・アセンブリは矢印１０２方向に偏倚、保持され、反復サイクルに向けてセットアップされる。当業者にとって明らかなように他のリリース機構を用いてもよい。
【００７８】
例示的な実施形態において、バルブ・リング１１６によって遮断されていなければ、エンド・キャップ２２６内の流路７４は、作動流体を入口マニホールド８０からチャンバ１０４に流入させる。バルブ・リング１２３によって遮断されていなければ、エンド・キャップ２２４内の流路７８は、作動流体を入口マニホールド８０からチャンバ１０６に流入させる。バルブ・リング１１６によって遮断されていなければ、エンド・キャップ２２６内の流路７２は、作動流体をチャンバ１０４から出口マニホールド７７へと流出させる。バルブ・リング１２３によって遮断されていなければ、エンド・キャップ２２４内の流路７６は、作動流体をチャンバ１０６から出口マニホールド７７へと流出させる。
【００７９】
例示的なマルチポート・バルブ・アセンブリは、２つの停止位置を有している。すなわち、矢印１０２方向において移動が制限される位置と矢印１００方向において移動が制限される位置である。
マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印１０２方向の移動が制限される位置にあるときは、バルブ・リング１２３がエンド・キャップ２２４に当接することによって矢印１０２方向の移動が妨げられる。マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印１０２方向の移動が制限される位置にあるときは、移動制限位置１１１にて突起部１０８に作用するリリース機構のローラ１０９のバイアス力によって矢印１００方向の移動もまた妨げられる。マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印方向１０２の移動が制限される位置にあるときは、流路７４はバルブ・リング１１６によってチャンバ１０４との連通が遮断され、流路７６はバルブ・リング１２３によってチャンバ１０６との連通が遮断される。一方、流路７２はバルブ・リング１１６によって遮断されずに支障なくチャンバ１０４に連通し、流路７８はバルブ・リング１２３によって遮断されずに支障なくチャンバ１０６に連通する。
マルチポート・バルブ・アセンブリが矢印１００方向に移動が制限される位置にあるときは、流路７２はバルブ・リング１１６によってチャンバ１０４との連通が遮断され、流路７８はバルブ・リング１２３によってチャンバ１０６との連通が遮断される。一方、流路７４はバルブ・リング１１６によって遮断されずに支障なくチャンバ１０４に連通し、流路７６バルブ・リング１２３によって遮断されずに支障なくチャンバ１０６に連通する。このようなシステムは、上記バルブ・アセンブリを実質的に水圧でバランスさせる、すなわち、バルブ動作力がケース圧力やチャンバ１０４からチャンバ（１０６）への圧力差によって変化しない。残る水圧不均衡（水圧でバランスできない）はバルブロッド１０８の断面積によるものである。図３の例示的な実施形態は、バルブロッド１１８による流体圧不均衡を除去する方法を説明している。
【００８０】
バルブ・アセンブリが一方の停止位置から他方の停止位置まで移動するときに、バルブ・リング１１６は流路７４と流路７２との双方を覆って遮断する。さらに、バルブ・リング１２３は流路７８と流路７６との双方を覆って遮断する。このため、流路７４と流路７２とはチャンバ１０４を介して互いに連通することはなく、また、流路７８と流路７６とはチャンバ１０６を介して互いに連通することはない。この特徴は、内部の漏れ（リーク）を解消することによって流体モータの効率と精度を向上させる。
【００８１】
図示された実施形態において、例示的なクローズカップルド・ポンプは、流体モータ上に取り付けられており、例示的なハウジングを有する。このハウジングは、ポンプ・エンド・キャップ１８２、ポンプ・ケース１７６、ポンプ・エンド・キャップ１６４を含んで構成され、Ｏリング・シール１７４によってシールされ、固定部材１６２により固定されている。前記ハウジングの内部は、ピストン・アセンブリによって容積可変のチャンバ１５２と容積可変のチャンバ１５０とに分けられており、ピストン・アセンブリは、２分割したピストン部分１４８、残りのピストン部分１４６、固定部材１４４、（動作）Ｏリング１５６、ピストン・リング１５４及びシャフト９０により構成される。
【００８２】
使用時において、ポンプ流体（pumped fluid）は、矢印８４方向に入口ポート１７２から入口流路１７０に流入する。ポンプ流体は、流路１７０から逆止弁（チェック・バルブ）１８４及び流路１５８を介してチャンバ１５２に流入する。ポンプ流体は、流路１７０からチェック・バルブ１８６及び流路１６６を介してチャンバ１５０に流入する。ポンプ流体は、チャンバ１５０から流路１６８及びチェック・バルブ１９０を介して出口流路１７８に流出する。ポンプ流体は、チャンバ１５２から流路１６０及びチェック・バルブ１８８を介して出口流路１７８に流出する。ポンプ流体は、出口流路１７８から出口ポート１８０を介して矢印８４方向に流出する。
【００８３】
何ら対応策がない場合には、ポンプ内のピストンとモータ内のピストンとの間のシャフトは、排出容積（排出量）を一方のストローク方向から他のストローク方向へと変化させる。この変化は、特に定量、配合用途（proportioning application)において不利益となる。対抗策として、実質的に同様の排出容積を供給するために、実施形態においては容積補償器（displacement compensator）が組み込まれている。
図示された例示的な実施形態において、容積補償器は、補償器部材２１８、補償器チャンバ２２０及び補償器流路２２２を含んで構成される。補償器部材２１８は、ピストン９８に取り付けられており、スライド可能、シール可能なようにエンド・キャップ２２４を貫通している。補償器（部材）２１８の断面は、機能上、チャンバ１０６内においてピストン９８の有効断面を減少させている。補償器部材２１８がストローク中に矢印１００方向に移動すると、作動流体は、移動した容積に置き換わるため補償器流路２２２を介して入口流路７８からチャンバ２２０に流入する。補償器部材２１８がストローク中に矢印１０２方向に移動すると、補償器部材２１８は、補償器流路２２２を介して入口流路７８に流出するチャンバ２２０内の作動流体を排出させる。このように、補償器の機能はチャンバ１０６のストローク容積（１回排出量）を減少させる。補償器部材２１８の寸法は、ポンプ及びモータに適するどのようなサイズであってもよく、ストローク矢印１００方向でのポンプ・チャンバ１５２からの排出量のモータ・チャンバ１０４の排出量に対する比率は、ストローク矢印１０２方向でのポンプ・チャンバ１５０の排出量のモータ・チャンバ１０６の排出量に対する比率と同じである。
【００８４】
使用時において、作動流体は入口ポート８２に流入し、流路７８が遮断されていると入口マニホールド８０を介して流路７４に流入し続ける。作動流体は、流路７４からチャンバ１０４に流入し、流路７２が遮断されていると、ピストン９８を矢印１０２方向に移動させる。ピストン９８が矢印１０２方向に移動するとチャンバ１０６の容積は減少し、流路７８が遮断されていると、チャンバ１０６内の作動流体は通路７６を介して排出される。作動流体は、流路７６から出口マニホールド７７へと流出し続け、その後、流路７２が遮断されていると出口ポート７９から流出する。ピストン９８の矢印１０２方向への移動が継続すると、スプリング１２４に接触し、その後、スプリング１２４を圧縮する。ピストン９８がさらに矢印１０２方向に移動すると、バルブ・リング１２３が上述した例示的なリリース機構のローラ１０９によって矢印１０２方向に移動が規制されているので、ピストン９８とバルブ・リング１２３との間スプリング１２３をさらに圧縮する。作動流体は、部材２１８の移動によってチャンバ２２０から排出される。このチャンバ２２０から排出された流体は、流路２２２によって入口流路７８に流入する。
【００８５】
流体モータのピストン・アセンブリの矢印１０２方向における移動は、シャフト９０によって連結しているため、例示的な流体ポンプにおける流体ポンプのピストン・アセンブリの矢印１０２方向における移動を生じさせる。流体ポンプのピストンの移動によってポンプ・チャンバ１５２の容積は増加し、ポンプ・チャンバ１５０の容積は減少する。チェック・バルブ１８４は、入口ポート１７２から流路１７０、チェック・バルブ１８４及び流路１５８を介してチャンバ１５２に至る流れを可能とする一方、チェック・バルブ１８８は、出口ポート１８０から流路１７８、チェック・バルブ１８８及び流路１６０を介してチャンバ１５２に至る流れを遮断する。チェック・バルブ１９０は、チャンバ１５０から流路１６８、チェック・バルブ１９０及び流路１７８を介して出口ポート１８０への流れを可能とする一方、チェック・バルブ１８６は、チャンバ１５０から流路１６６、チェック・バルブ１８６及び流路１７０を介して入口ポート１７２に至る流れを遮断する。
【００８６】
各種の静的及び動的シールが、本発明に基づく種々の製品のために予想される。いくつかのモデルケースにおいては、ガスケット、粘着剤、Ｏリング又は静的シールのための種々の組み合わせを用いることができる。いくつかのモデルケースにおいては、（ぴたっりとした）すきまばめ、ピストン・リング、パッキン、Ｏリング、リップ・シール又は動的シールのための種々の組み合わせを用いることができる。他のシールを用いるようにしてもよい。このような種々のシールは市販のものを利用できる。
【００８７】
本発明のいくつかの実施形態では、単一の流体モータによって駆動される複数のポンプを含むようにしてもよい。例えば、図７に示される例示的なポンプに加えて、ポンプ・ハウジングの各構成部１８２、１７６及び１６４を再現するのと同じくらい簡単に、シャフトを延長し、積み重ねたチャンバ内でピストンを動作させることによって１つ以上のさらなるポンプを追加するようにしてもよい。
ポンプを追加するためには、いくらかの変更が必要となる。例えば、ある例示的に実施形態においては、（ポンプ・ハウジング）構成部１６４に延長したシャフトを通過させるための穴を形成することである。
チャンバとピストンとは、同じ断面又は同じ行程容積を有する必要がない点に留意すべきである。往復動作を必要とするポンプのいかなる種類も、本発明の流体モータに取り付けるのに適している。このようなポンプのいくつかの例では、示されたようなピストン・ポンプを含み、更に往復運動によって操作可能なダイヤフラムを有するダイヤフラム・ポンプを含んでいる。他の種類のポンプもまた使用され得る。
【００８８】
示された例示的な実施形態において、ポンプのチェック・バルブはカートリッジ式ものとして示されている。しかし、チェック・バルブはどのようなタイプのものであってもよい。使用するチェック・バルブの選択は、ポンプ、主に圧力、デューティ・サイクル及び材料両立性のために要求される用途特性に依存する。
【００８９】
図８は、内部に設けられ、単動式の、排出量（容量）が可変な例示的な流体ポンプの追加を含む変更を行った図６の例示的なモータの右断面を示している。例示的なハウジング・アセンブリは、円筒状の内面を有するケース８６を含んで構成される。ケースの一端はエンド・キャップ２０６により塞がれており、他端はエンド／キャップ９４により塞がれている。ハウジングの内部は、例えば、Ｏリング・シール９６のようなシール材によって封止、シールされている。例示的なハウジング・アセンブリは、ケース８６、エンド・キャップ２０６、エンド・キャップ９４及びシール９６を含んで構成され、ネジ部を有するタイロッド７１とナット７０とによって一体化されている。しかし、当業者にとって明らかなように、ハウジングを一体の保持するために他の方法や方式を用いるようにしてもよい。
【００９０】
使用時において、作動流体は、矢印８４方向に入口ポート８２に流入する。作動流体は、入口マニホールド８０を介してエンド・キャップ２０６とエンド・キャップ９４とに分配される。作動流体は、エンド・キャップ２０６とエンド・キャップ９４とから出口マニホールド７７を介して集められる。作動流体は、矢印８４方向に出口ポート７９から流出する。ハウジング・アセンブリの内部は、ピストン９８により可変容積チャンバ１０４と他の可変容積チャンバ１０６とに分けられている。
【００９１】
図８において、例示的なマルチポート・バルブ・アセンブリは、バルブ・リング１１６、バルブ・リング１２２、バルブ連結ロッド１１８、動作スプリング１２０、動作スプリング１２４及び固定用ネジ１１４を含んで構成される。示された例示的な実施形態において、バルブ・リング１１６は、スライド可能にピストン９８を貫通するバルブ連結ロッド１１８によって、バルブ・リング１２２に連結している。バルブ・リング１１６に形成されたボスは、動作スプリング１２０を支持している。バルブ・リング１２２に形成されたボスは、動作スプリング１２４を支持している。
【００９２】
この例示的な実施形態において、マグネット１３９は、ピストン９８に取り付けられており、検出器１４１によってケース８６の外側で検出可能な磁場を形成する。信号線１４２は、流速メータ、総流量計測器あるいは送信ユニットのような追加の信号処理装置に接続している。ストローク、すなわち、１ストローク当たりの排出量は明確であるので、ストローク数をカウントすることは、算出流量に実際の流量と比較して良好な相関を提供することができる。
【００９３】
図８において、例示的な排出量調整可能な内部ポンプは、入口ホース取付部１９６、カートリッジ式チェック・バルブ１９８、ポンプ・ケース２００、取付用ナット２０２、Ｏリング・シール２０４、ポンプ・ピストン２１０、カートリッジ式チェック・バルブ２１２、ポンプ・ベース２１６及びポンプ固定具９２を含んで構成される。他の構成要素を有する他のポンプを用いることもできる。
図示された例示的なポンプにおいて、ポンプ・ピストン２１０、カートリッジ式チェック・バルブ２１２、ポンプ・ベース２１６及び固定具９２は、ピストン９８に固定され、ピストン９８とともに移動するポンプ・サブアセンブリを構成する。さらに、入口ホース取付部１９６、カートリッジ式チェック・バルブ１９８、ポンプ・ケース２００、取付用ナット２０２及びＯリング・シール２０４は、エンド・キャップ２０６と関連付けられる静止位置を有するポンプ・サブアセンブリを構成する。しかし、前記ポンプ・サブアセンブリは、ポンプ排出量を調整するために、キャップ２０６に対して矢印１０２方向及び矢印１００方向にスライドして位置合わせできるようになっている。矢印１００方向に前記ポンプ・サブアセンブリをスライドさせると、１ピストン・ストローク当たりのポンプ排出量が減少する一方、矢印１０２方向にスライドさせると、１ピストン・ストローク当たりのポンプ排出量が増加する。
【００９４】
使用時において、作動流体は、入口ポート８２に流入し、流路７８が遮断されていると、入口マニホールド８０を介して流路７４に流入し続ける。作動流体は、流路７４からチャンバ１０４に流入し、流路７２が遮断されていると、ピストン９８を矢印１０２方向に移動させる。ピストン９８が矢印１０２方向に移動すると、チャンバ１０６の容積は減少し、流路７８が遮断されていると、チャンバ１０６内の作動流体は、流路７６を介して排出される。作動流体は、流路７６から出口マニホールド７７へ流出し続け、その後、流路７２が遮断されていると、出口ポート７９から流出する。
流体圧力により、ピストン９８は矢印１０２方向に移動する。図示された例示的な実施形態において、ピストン９８はその移動を続けて動作スプリング１２４を圧縮する。スプリング１２４が圧縮されている間、バルブ・リング１１６、バルブ・リング１２２、ロッド１１８及び固定具１１４を含んで構成されるマルチポート・アセンブリは、マグネット１３５とバルブ・リング１１６との間に生じる磁気吸引力によって、矢印１００方向の移動が制限される位置に保持されている。マグネット１３７とバルブ・リング１２２との間に生じる磁気吸引力は、それらを分離している距離のため比較的弱い。ピストン９８が矢印１０２方向に移動することによってスプリング１２４はさらに圧縮されるので、スプリング１２４に蓄積されるエネルギー及び力は増加する。設計により、スプリング１２４の力は、あるポイントにおいて、まず、マグネット１３５とバルブ・リング１１６との間の磁気吸引力に対抗する力に等しくなり、それから超えるようになっている。そうなると、バルブ・アセンブリは、スプリング１２４の力によって矢印１０２方向に速やかに移動する。バルブ・アセンブリは矢印１０２方向に移動できる限界点に到達すると、マグネット１３７とバルブ・リング１２２との間の生じる磁気吸引力は、バルブ・アセンブリをその位置に保持するように作用する。マルチポート・バルブ・アセンブリの移動は、作動流体の流れを変更し、ピストン９８のストローク方向を逆転させる。こうして、往復サイクルが繰り返される。
【００９５】
ピストン９８が矢印１０２方向に移動すると、ポンプ・ピストン２１０はポンプ・チャンバ２０８から引き下がる。くみ上げられた流体は、入口取付部１９６に流入し、ポンプ・ピストン２１０がポンプ・ケース２００の穴にスライド可能に嵌合し、チャンバ２０８とチャンバ１０４との間をシールしている限り、ポンプ・ピストン２１０の移動分を埋め合わせる（補う）ように、チェック・バルブ１９８を介してチャンバ２０８内に流入し続ける。
チャンバ２０８及びチャンバ１０４は、流路２１４、チェック・バルブ２１２及びポンプ・ピストン２１０の内部流路を介して連通しているが、チェック・バルブ２１２は、この経路によってチャンバ１０３内の作動流体がチャンバ２０８に流入することを防止している。しかし、ピストン９８が方向を逆転させると、ポンプ・ピストン２１０はポンプ・チャンバ２０８内に入り、（チャンバ２０８）内部のポンプ流体を排出し、チェック・バルブ２１２を介して流路２１４そしてモータ・チャンバ１０４内へ流出させる。このような動作によって、ポンプ流体と作動流体とをチャンバ１０４内で混合させることが可能となる。混合された流体は、流路７２、出口マニホールド７７及びモータ出口ポート７９を介して一緒に排出（吐出）される。このようにして、２つの流体が配合・混合される。くみ上げられる流体の容積は、ポンプ・ケース２００のスライドできる位置によって様々に変わる。
【００９６】
図９は、最も基本となる要素及び単一のディスペンサ・バルブを有する例示的な装置の概略図である。この装置は、例示的な完全なポストミックス・ディスペンサの一部の例を含んでいる。ディスペンサにおいて、圧縮（加圧）ＣＯ2ガス供給装置３０２は、ガス調整器３０６及びＣＯ2供給管３０８を介してカーボネータ３０４に接続している。水供給源３１０は、水供給管３１２を介してカーボネータ３０４に水を供給する。カーボネータ３０４は、一般に、ステンレス・スチール・タンク、ポンプ、モータ、ハイ／ロー・レベル・スイッチ、リリーフ・バルブ及びチェック・バルブを含んで構成される。水とＣＯ2ガスとは、圧力下でよく混合され、ＣＯ2ガスの一部は炭酸水を形成するため水に溶ける。タンク圧力は、一般に、設定されたガス圧及びタンク内の水位に応じて７５ｐｓｉから１３０ｐｓｉまで変化する。しかし、他のタンク圧力を用いるようにしてもよい。
【００９７】
カーボネータ３０４は、炭酸水供給管３１８を介して流体モータ部分３１４及び流体ポンプ部分３１６を備える流体駆動式プロポーショニング・ポンプと接続している。例示的な一実施形態において、流体駆動式プロポーショニング・ポンプは、図１〜７に記載されているような流体モータ及び流体ポンプを含んでいる。しかし、他のプロポーショニング・ポンプを用いるようにしてもよい。流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３は、炭酸水供給管３２６を介して、バルブ本体３２０、バルブノズル３２２、動作レバー３２４を含んで構成されるディスペンス・バルブ３１９と接続している。
【００９８】
シロップ供給源３２８は、シロップ供給管３３０を介して流体駆動式プロポーショニング・ポンプに接続している。流体駆動式プロポーショニング・ポンプは、シロップ供給管３３２を介してディスペンス・バルブ３１９と接続している。
【００９９】
この例示的な実施形態において、飲料の注出（ディスペンス）は、動作レバー３２４に対してカップ３３４を押すことによって開始される。動作レバー３２４は、それからバルブ本体３２０内のシロップバルブと炭酸水バルブとを開く。圧力下のシロップ及び炭酸水は、ノズル３２２を流れて、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３によって供給される所定の割合、例えば１対５でカップ３３４内に流出する。
カーボネータ・タンク（例えば、７５〜１３０ｐｓｉｇの範囲の圧力を有している）とカップ３３４（０ｐｓｉｇ）との圧力差は、カーボネータ３０４のカーボネータ・タンクからカップ３３４への炭酸水の流れを生じさせる。この炭酸水の流れは、流体駆動式プロポーショニング・ポンプの流体モータを通過し、そこでは、利用できる量の圧力（例えば、約１０ｐｓｉ）が流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３のポンプ３１６（例えば、レシプロ・ポンプ）を駆動するために使用される。
シロップは、ポンプ３１６によって生じる圧力差、例えば、約２０ｐｓｉｇによって、シロップ供給源３２８からカップ３３４へと圧送される。動作レバー３２４からカップ３３４を取り外すことにより、飲料の注出は終了する。動作でバー３２４は、それから弁本体３２０のシロップバルブ及び炭酸水バルブを閉じる。炭酸水の流れは停止し、供給管３２６及び３１８における炭酸水の圧力は、カーボネータ３０４のカーボネータ・タンク内圧力と等しくなる。流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体モータ３１４及び流体ポンプ３１６は、動作を停止して停止状態となる。
【０１００】
追加の注出（ディスペンス）を提供することが要求された場合であっても、図９に示される装置は拡張できることに留意すべきである。例示的な一実施形態において、第２の流体ポンプ（図示省略）が、第２のシロップを圧送するために流体ポンプ部分３１６又は流体モータ部分３１４に接続される。第２の流体ポンプは、流体ポンプ部分３１６のように、流体モータ３１４によって駆動されるようにしてもよい。あるいは、第２の流体ポンプは、第２の流体モータ（図示省略）によって別に駆動されるようにしてもよい。第２の流体ポンプは、シロップ供給源３２８からのシロップと同時に第２のシロップを注出するためにディスペンス・バルブ３１９に接続される。所定の混合（物）の提供が要求されるに応じて、各供給源からのシロップの互いの割合及び炭酸水に対する割合は調整できるようになっている。
【０１０１】
図１０を説明する。図９に関して記載したように、カップ３３４がバルブ本体３３６、バルブノズル３３８及び動作レバー３４０を含んで構成されるディスペンス・バルブ３３５を操作すると、図９に関した記載したことと同様のことが起こる。ディスペンス・バルブ、例えば上記したディスペンス・バルブ３１９又はディスペンス・バルブ３３５は、一方が水用で他方がシロップ用というように、２つの要素のためのバルブを含んでいる。水バルブ及びシロップバルブは、動作レバー３２４と機械的な連結（リンク機構）によって操作されるか、又は動作レバー３２４で制御されるスイッチによりエネルギーが付与されるソレノイドによって操作される。しかし、本発明を備えるように他のバルブを使用することでき、また、２つの要素のためのバルブを使用することは必ずしも必要ではない。例えば、場合によっては、ディスペンス・バルブは、シロップバルブなしで１つの要素の水バルブを含むようにしてもよい。このような実施形態においては、炭酸水の流れが水バルブによって遮断されるときに、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３は動作を停止し、シロップの流れも同様に停止する。例外は、ディスペンス・バルブがシロップ供給源の正面ほぼ下側に配置され、サイフォニング作用（吸い上げ）が流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３のチェック・バルブを介して生じる場合である。
【０１０２】
図１０は、複数のディスペンス・バルブと制御機構とを含んで追加の特徴を有する図９の装置を示す概略図である。この装置は、完全なポストミックス・ディスペンサの一部を含んでいる。
この装置は、ガス調整器３０６及びＣＯ2供給管３０８を介してカーボネータと接続する、加圧ＣＯ2ガス供給装置３０２を含んでいる。水供給源３１０は、水供給管３１２を介してカーボネータ３０４に水を供給する。カーボネータ３０４は、ステンレス・スチール・タンク、カーボネータ・ポンプ、カーボネータ・モータ、ハイ／ロー・レベル・スイッチ、リリーフ・バルブ、及びチェック・バルブを含んで構成される。水とＣＯ2ガスとは、圧力下でよく混合され、ＣＯ2ガスの一部は炭酸水を形成するため水に溶ける。タンク圧力は、一般に、設定されたガス圧及びタンク内の水位に応じて７５ｐｓｉから１３０ｐｓｉまで変化する。しかし、他のタンク圧力を用いるようにしてもよい。流体モータ３１４及び流体３１６は流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３を構成する。カーボネータ３０４は、炭酸水供給管３１８を介して流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体モータ３１４と接続している。流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体モータ３１４は、炭酸水供給管３２６を介して、バルブ本体３２０、バルブノズル３２２及び動作レバー３２４を含んで構成されるディスペンス・バルブ３１９と接続している。追加のディスペンス・バルブ３３５は、弁本体３３６、バルブノズル３３８及び作動レバー３４０を含んで構成され、並列接続された炭酸水供給管３２６を介して流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体モータ３１４と接続している。
【０１０３】
シロップ供給源３２８は、シロップ供給管３３０を介して流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体ポンプ３１６と接続している。流体ポンプ３１６は、シロップ供給管３３２を介して、バルブ本体３２０、バルブノズル３２２及び作動レバー３２４を含んで構成されるディスペンサ・バルブ３１９と接続している。バルブ本体３３６、バルブノズル３３８及び動作レバー３４０を含んで構成される追加のディスペンス・バルブ３３５は、並列接続されたシロップ供給管３３２を介して流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体ポンプ３１６と接続している。
【０１０４】
真空スイッチ３４２は、シロップ供給管３３０内の圧力を検出するために含まれる。真空スイッチ３４２は、配線３４５を経由して制御装置３４４に電気信号を付与する。プロポーショニング・ポンプ３１３は、流体モータ３１４及び流体ポンプ３１６を含み、配線３５０を介して制御装置３４４に電気信号を付与する。制御装置３４４は、制御線３４６を介して、バルブ本体３２０、バルブノズル３２２及び動作レバー３２４を含んで構成されるディスペンス・バルブ３１９内に収容されるソレノイド・バルブへ供給する電力を制御する。制御装置３４４は、また、制御線３４８を介して、バルブ本体３３６、バルブノズル３３８及び動作レバー３４０を含んで構成されるディスペンス・バルブ３３５内に収容されるソレノイド・バルブへ供給する電力を制御する。ディスペンス・バルブ３１８、３３５は、それぞれ制御線３４６、３４８を介して電気信号を付与する。
【０１０５】
例示的な一実施形態において、真空スイッチ３４２はシロップ供給源の減少を検出するために使用するようにしてもよい。この実施形態において、シロップ供給管３３０内の圧力は、流体ポンプ３１６が、シロップの不足によってシロップ供給源３２８からの流体容積によって置き換えることのできない容積を排出するほど低下する。
【０１０６】
使用時において、飲料の注出（dispensing of a drink）は、動作レバー３２４に対してカップ３３４を押すことによって開始される。動作レバー３２４は、それからシロップバルブ及び炭酸水バルブを開く。加圧されたシロップ及び炭酸水は、ノズル３２２を通って、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３によって供給される所定の割合、例えば１：５でカップ３３４内に流出する。カーボネータ・タンク（例えば、７５から１３０ｐｓｉｇの圧力を有している）からカップ３３４（０ｐｓｉｇ）への圧力差は、カーボネータ３０４のカーボネータ・タンクからカップ３３４への炭酸水の流れを生じさせる。この炭酸水の流れは、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体モータ３１４を通過し、そこでは、ある量の圧力（例えば、利用できる圧力のうちの約１０ｐｓｉ）が流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３のれシプロ・ポンプ３１６を駆動するために使用される。シロップは、ポンプ３１６によって生じる圧力差、例えば、約２０ｐｓｉｇによって、シロップ供給源３２８からカップ３３４へと圧送される。
【０１０７】
動作レバー３２４からカップ３３４を取り外すことにより、飲料の注出は終了する。動作でバー３２４は、それから弁本体３２０のシロップバルブ及び炭酸水バルブを閉じる。炭酸水の流れは停止し、供給管３２６及び３１８における炭酸水の圧力は、カーボネータ３０４のカーボネータ・タンク内圧力と等しくなる。流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３の流体モータ３１４及び流体ポンプ３１６は、動作を停止して停止状態となる。カップ３３４が、バルブ本体３３６、バルブノズル３３８及び動作レバー３４０を含んで構成されるディスペンス・バルブ３３５を動作させるときも同様である。
【０１０８】
ディスペンス・バルブは、例えばディスペンス・バルブ３１９、３３５のような、２つの要素のためのバルブ（一方を水用、他方をシロップ用）を含んでいる。ディスペンス・バルブ３１９の水バルブとシロックバルブとは、動作レバー３２４と機械的に連結によって動作するか、又は動作レバー３２４で制御されるスイッチによりエネルギーが付与されるソレノイドによって動作する。
しかし、他のバルブを使用することもでき、本発明により、２つの要素のためのバルブを使用することが必ずしも必要ではないようにしてもよい。場合によっては、ディスペンス・バルブは、シロップバルブなしで１つの要素の水バルブを含むようにしてもよい。
このような実施形態においては、炭酸水の流れが水バルブによって遮断されるときに、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３は動作を停止し、シロップの流れも同様に停止する。例外は、ディスペンス・バルブがシロップ供給源の正面ほぼ下側に配置され、サイフォニング（吸い上げ）が流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３のチェック・バルブを介して生じる場合である。同じことは、装置に含まれることができる追加の弁（図示せず）にあてはまる。
【０１０９】
追加の注出（ディスペンス）を提供することが要求された場合であっても、図１０に示される装置は拡張できることに留意すべきである。例示的な一実施形態において、第２の流体ポンプ部分（図示省略）が、第２のシロップを圧送するために流体ポンプ部分３１６又は流体モータ部分３１４に接続されるようにしてもよい。第２の流体ポンプは、流体ポンプ部分３１６のように、流体モータ３１４によって駆動されるようにしてもよい。あるいは、第２の流体ポンプは、第２の流体モータ（図示省略）によって別に駆動されるようにしてもよい。第２の流体ポンプは、シロップ供給源３２８からのシロップと同時に第２のシロップを注出するためにディスペンス・バルブ３１９、３３５に接続される。所定の混合（物）の提供が要求されるに応じて、各供給源からのシロップの互いの割合及び炭酸水に対する割合は調整できるようになっている。
【０１１０】
いくつかの例示的な実施形態において、もし複数のディスペンス・バルブが流体駆動式プロポーショニング・ポンプと並列に接続されて動作される場合であっても、それぞれのバルブが正しい割合で注出（ディスペンス）しているという保証はない。装置の例示的な実施形態は、動作された第１のディスペンス・バルブから制御装置３４４へと、制御装置３４４が例えばそれらのソレノイドを動作させる電力を与えないことによって残りのディスペンス・バルブの動作を禁止するために信号を送信することによって、これに対処するようにしている。動作しているディスペンス・バルブがその注出を完了すると、その後、制御装置３４４は、再び全てのディスペンス・バルブを動作可能にする。
【０１１１】
ディスペンス・バルブのいくつか例示的な実施形態は、例えば、１２、１６又は３２オンスのような特定のサイズのカップへ、氷の有無にかかわらず、充填できる注出量制御機能（a portion control feature）を有している。制御装置（コントローラ）３４４は、ディスペンス・バルブの注出量制御のための信号情報に対応し、ディスペンサ・バルブをそのソレノイドを介して動作させる。信号線３５０を介した流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３からのストローク信号を使用することで、制御装置３４４は、注出された飲料容量を計算することができ、適当な時期にディスペンス・バルブの動作を停止することができる。これにより、注出量制御機能を達成している。
【０１１２】
適切に動作可能とされた制御装置３４４によって、信号線３５０を介した流体駆動式プロポーショニング・ポンプ３１３からのストローク信号から、他の有効な情報は集められ、分析される。時間当たりのストロークを比較することによって、流量が計算される。ストローク数をカウントすることによって、種々の時間での飲料の総注出量が計算される。このような情報は、ビジネス目的のために有効であり、さらには、ポストミックス（後混合）・ディスペンス機能をも可能とする。さらに、制御装置３４４は、「売り切れ」表示やアラーム機能を動作させるために、真空スイッチ３４２からの信号を処理するように構成されてもよい。例示的な一実施形態においては、真空スイッチ３４２は、シロップが利用できないときには、注出を禁止するためにディスペンサ・バルブのソレノイドに電力を供給する回路を遮断するように構成される。
【０１１３】
図１１は、ポストミックス・ソフトドリンク・ディスペンサ（後混合タイプの清涼飲料の注出装置）のための例示的なカーボネータ・システムの概略図であり、ここでは、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ４０１が水圧ブースタとして用いられている。このようなシステムは、標準的なカーボネータ・ポンプ、モータ及びハイ／ロー・レベル・スイッチの必要性を軽減するか、又は排除することができる。
この例示的な実施形態において、流体駆動式プロポーショニング・ポンプ４０１は、流体モータ４０２及び流体ポンプ４０４を含んでいる。流体駆動式プロポーショニング・ポンプ４０１は、流体（駆動式）ブースタ・ポンプと表現されることもある。
【０１１４】
カーボネータ・システムにおいて、加圧水供給装置４０６は、例えば、圧力４０から８０ｐｓｉｇの、複数の水供給管としてもよい。流体モータ４０２は、入口管４０８を介して、加圧水供給装置４０６と接続している。流体モータ４０２は、また、出口管４１２を介して、ウォータ・シンク４１０と接続している。ウォータ・シンク４１０は、タンク、貯水部、水が使用されるか又は他の目的に再利用されるかに応じて、タンク、貯水部、及び／又は排出口（ドレイン）を含んでいる。流体モータ４０２は、水源４０６とウォータ・シンク４１０との間の圧力差を、そのエネルギー源として使用するようになっている。
流体ポンプ４０４は、ポンプ入口管４１４を介して、水源４０６と接続している。流体ポンプ４０４は、ポンプ出口管４２４を介して、カーボネータ・タンク４１６、チェック・バルブ４１８、フロート・バルブ４２０及びノズル４２２を含んで構成されるカーボネータと接続している。炭酸水出口管４２６は、炭酸水４２８がそれに続くポストミックス・ディスペンス要素、例えば、ディスペンス・バルブ（注出バルブ）、クール・プレート（冷却板）、流体駆動式プロポーショニング・ポンプなどに到達するための接続（連通）手段を備えている。カーボネータ・タンク４１６は、ＣＯ2調整器４２３及びＣＯ2供給タンク４３４からＣＯ2ガス管４３０を介して供給される炭酸ガスを含むようにしてもよい。
【０１１５】
使用時において、炭酸水の需要は、カーボネータ・タンク４１６内の炭酸水の水位を低下させる。水位がフロート・バルブ４２０の低レベル設定点まで低下すると、フロート・バルブ４２０が開く。ウォータ・ポンプ４０４からの水は、ノズル４２２によってカーボネータ・タンク４１６内に噴射される。カーボネータ・タンク４１６内のＣＯ2ガスは、温度、圧力及び高い表面積接触、カーボネータ動作の特徴の結果として、速やかに水に溶け込む。ウォータ・モータ４０２からの水は、シンク４１０に流れるようになっている。
ある実施例においては、水源４０６の圧力が５０ｐｓｉｇであれば、シンク４１０の圧力は０ｐｓｉｇであり、ウォータ・モータ４０２とウォータ・ポンプ４０４との間の比は１：２であり、ポンプ４０４は圧力約１５０ｐｓｉで水を送り届けるようになっている。このような圧力であれば、ポストミックス飲料のディスペンス（注出）用途には十分である。
炭酸水４２８の水位がフロート・バルブ４２０の高レベル設定点まで上昇すると、フロート・バルブ４２０が閉じる。フロート・バルブ４２０が閉じた状態では、ウォータ・ポンプ４０４は、供給するために利用できる容積を有しておらず、そのポンピング（くみ上げ）動作を停止する。
ウォータ・モータ４０２は、ウォータ・ポンプ４０４に直接連結されているので、ウォータ・モータ４０２もまたそのモータ動作を停止する。この状態においては、水は流体ブースタ・ポンプを流れず、フロート・バルブ４２０が再び開くまでこの停止状態のままとなる。あるいは、フロート・バルブ４２０が、モータ入口管４０８、又はポンプ出口管２４よりはむしろモータ出口管４１２に作用することによって、流体ブースタ・ポンプを始動し停止するようにしてもよい。例示的な一実施形態においては、ハイ／ロー・流体レベル・スイッチが、入口管４０８、出口管４１３、及び／又は出口管４２４を遮断するためにソレノイド・バルブを動作し、フロート・バルブに代替するようにしてもよい。
【０１１６】
ここに記載した構造や方法論に種々の改変や変更がなされ得ることは、当業者にとって明らかであろう。従って、本発明は、この明細書で論じた実施例に限定されないことを理解すべきである。むしろ、本発明は、種々の改変や変更をもカバーすることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
添付図面、これはこの明細書に取り込まれ、その一部を構成しているが、本発明の実施形態を説明し、記載とともに本発明のいくつかの本質を説明するのに役立つ。
【図１】本発明の例示的な一実施形態において、例示的な外部直結型の定容量ポンプに結合される流体モータの一般的な配置を斜方向から見た状態を示す図である。
【図２】ピストンが中間位置にある状態での例示的なモータの右断面図であり、その操作を説明するための図である。
【図３】ピストンが中間位置にある状態での例示的なモータの右断面図であり、その動作及びマルチポート・バルブ・アセンブリが全体として水圧でバランスされるマルチポート・バルブ・アセンブリを説明するための図である。
【図４】ピストンがストローク終点位置にある状態での例示的なモータの右断面図であり、その動作を説明するための図である。
【図５】ピストンが中間位置にある状態での例示的なモータの右断面図であり、その操作を説明するための図である。
【図６】図５の例示的なモータに類似した例示的なモータの右断面図であり、機械的なリリースを磁気的なリリースに置き換え、ストローク・センサが追加されたものを示す図である。
【図７】図５の例示的なモータに類似した例示的なモータの右断面図であり、外部に、固定容量の流体ポンプが結合され、機械的なリリースをｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｔｏｐ方式としたものを示す図である。
【図８】図６の例示的なモータと類似した例示的なモータの右断面図であり、内部に排出量（容量）が可変な流体ポンプを備えるよう変更したものを示す図である。
【図９】その最も基本的要素及び一つのディスペンサ・バルブを備えたポストミックス・ディスペンサ・システムの概略図である。
【図１０】複数のディスペンス・バルブと制御機構の機能を付加した図９のポストミックス・ディスペンサ・システムの概略図である。
【図１１】流体（駆動式）ブースタ・ポンプを用いたカーボネータの概略図である。
【符号の説明】
【０１１８】
５２、１０４、１０６、１５０、１５２、２０８、２２０、２３２…チャンバ
５４、８８，９４、１６４、１８２、２０６、２２４、２２６…エンド・キャップ
７２、７４、７６、７８、１５８、１６８、１７０、１７８、２２２、２３４、２３６…流路
７７…出口マニホールド
７９、１８０…出口ポート
８０、１７２…入口マニホールド
８２…入口ポート
８６、１７６…ケース
９０、１４６、１４８…シャフト
９８、２１０…ピストン
１０９…ローラ部材
１１０…トーションスプリング
１１６、１２２、１２３…バルブ・リング
１１８…バルブ連結ロッド
１２０、１２４…動作スプリング
１２６、１３４…支持部材
１２８、１３６…ポジション・バイアス・スプリング
１３０、１３８…リリース・シャフト
１３２、１４０…キャッチ部材
１３５、１３７、１３９…マグネット
１４１…検出器
３０２…圧縮ＣＯ2ガス供給装置
３０４…カーボネータ
３１３、４０１…流体駆動式プロポーショニング・ポンプ
３１４、４０２…流体モータ
３１６、４３０…流体ポンプ
３１９、３３５…ディスペンス・バルブ
３２４…真空スイッチ
３４４…制御装置（コントローラ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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